三、免疫組化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1、3.3. 細(xì)胞信號(hào)傳遞細(xì)胞信號(hào)傳遞3.1 細(xì)胞信號(hào)分子及其受體細(xì)胞信號(hào)分子及其受體3.2 G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)遞途徑蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)遞途徑3.3 酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)遞途徑酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)遞途徑3.1 細(xì)胞信號(hào)分子及其受體一、細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子（一）細(xì)胞間的信號(hào)分子（一）細(xì)胞間的信號(hào)分子 1、定義： 由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)。 2、分類根據(jù)其作用距離范圍，分三大類： （1）內(nèi)分泌(endocrine) ：信號(hào)分子通過血液系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)桨形稽c(diǎn)作用距離最遠(yuǎn)，例：激素(hormone)。 （2）旁分泌(paracrine)系統(tǒng)的化學(xué)信號(hào)

2、：細(xì)胞因子，作用于周圍細(xì)胞（m），例：細(xì)胞因子 （3）自分泌(autocrine)：作用于自身，例：生長因子（二）細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子 1、定義： 在細(xì)胞內(nèi)傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)。 2、第二信使： 在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物包括：Ca2+、DAG、IP3、 cAMP、cGMP等。二、信號(hào)分子受體的類型（一）受體的定義 細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特異識(shí)別生物活性分子并與之結(jié)合，進(jìn) 而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白或糖脂，稱受體(receptor) 。配體(ligand)能與受體呈特異結(jié)合的生物活性分子。 細(xì)胞表面受體（膜受體）胞內(nèi)受體（核受體）（二）分類1、細(xì)胞表面受體G蛋白偶聯(lián)受體 ：七個(gè)跨膜螺旋受體

3、酶偶聯(lián)受體 ：?jiǎn)蝹€(gè)跨膜螺旋受體，TPK受體 離子通道受體：NMDA受體 2、胞內(nèi)受體疏水性強(qiáng)的信號(hào)分子：類固醇激素三、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞途徑的共同特征1、受體接受信號(hào)，通過胞內(nèi)信號(hào)蛋白中繼與傳遞 ，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，改變細(xì)胞行為。l主要是G蛋白偶聯(lián)受體和酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的途徑l主要是通過蛋白磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)傳遞信號(hào)。l蛋白磷酸化由蛋白激酶（Ser/Thr激酶和Tyr激酶）催化2、信號(hào)必須通過整合，才能引發(fā)生物效應(yīng)。四、信號(hào)分子NOlNO是在NO合成酶催化下，由Arg脫氨基產(chǎn)生的。l是胞外氣體信號(hào)分子，分子小，疏水性強(qiáng)，易于通過擴(kuò)散進(jìn)入胞內(nèi)調(diào)節(jié)靶蛋白的活性l局部作用，壽命短例：硝酸甘油治療心絞痛機(jī)制硝酸甘油

4、產(chǎn)生NO，使心肌舒張，增加血流量lCO也是類似的氣體信號(hào)分子?。3.2 G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞途徑一、G蛋白偶聯(lián)受體和G蛋白（一） G蛋白偶聯(lián)受體l由單一肽鏈組成的，具有七個(gè)跨膜的螺旋lN端：位于胞外，配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域lC端：位于胞內(nèi)，含多個(gè)Ser/Thr磷酸化位點(diǎn)，與受體脫敏有關(guān)lC3環(huán)：胞內(nèi)第五和第六跨膜螺旋之間的環(huán)型肽段，G蛋白結(jié)合 位點(diǎn)，配體與受體結(jié)合后，通過C3結(jié)合并活化G蛋白。（二）G蛋白 1、 G蛋白的特點(diǎn)lG蛋白GTP結(jié)合蛋白(GTP bingding protein,G protein)l是一類和GDP或GTP結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白l由三個(gè)亞基組成：、l兩種構(gòu)象

5、： 活化型(GTP)、非活化型(GDP)l效應(yīng)酶：腺苷酸環(huán)化酶（AC）；磷脂酶C（PLC）等低分子量G蛋白(small G protein)：小G蛋白：Ras蛋白2、G蛋白的種類 ： 分為3個(gè)家族，見下圖：家族G蛋白的類型起主要作用的亞基功能GsGolfGiGoGtGq 和激活腺苷酸環(huán)化酶和Ca2+通道激活嗅神經(jīng)元腺苷酸環(huán)化酶抑制腺苷酸環(huán)化酶激活K+通道激活K+通道，抑制Ca2+通道激活PLC-激活cGMP磷酸二酯酶激活PLC- G蛋白介導(dǎo)的主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑cAMP-蛋白激酶A（PKA）途徑Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑配配體體+ +受受體體G G蛋蛋白白效效應(yīng)應(yīng)分分子子小小分分子子信信使使(

6、(第第二二信信使使) )靶靶分分子子產(chǎn)產(chǎn)生生效效應(yīng)應(yīng)激激活活或或抑抑制制激激活活一、cAMP-蛋白激酶A途徑效應(yīng)分子：腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)作用的靶蛋白：蛋白激酶A（PKA）：cAMP依賴性蛋白激酶第二信使： cAMP1、cAMP的合成與分解 ATPcAMP5-AMPAC磷酸二脂酶磷酸二脂酶H：胰高血糖素、腎上腺素、促腎上腺皮質(zhì)激素H+RH+RR激活Gs被激活激活腺苷酸環(huán)化酶cAMP2、cAMP的作用機(jī)制cAMP通過激活cAMP依賴性蛋白激酶（PKA）系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的3、PKA的作用PKA為四聚體組成的別構(gòu)酶（C2R2）4分子cAMP與兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基結(jié)合后，調(diào)節(jié)亞基

7、脫落，游離的催化亞基具有蛋白激酶活性PKA激活需Mg2+cAMP- PKA傳遞途徑二、Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑（一）Ca2+-磷脂依賴性蛋白激酶途徑效應(yīng)分子：磷脂酶C(phospholipase C,PLC)靶蛋白：蛋白激酶C（PKC） ：DAG、PIP3、Ca2+作用的靶分子第二信使：甘油二酯(DAG)、IP3、Ca2+Ca2+-磷脂依賴性蛋白激酶途徑1、IP3和DAG的生物合成和功能（1）生物合成 H+RR激活Gq被激活激活PLC- IP3+DAG H：促甲狀腺素釋放激素、去甲腎上腺素、抗利尿激素（2）功能 IP3使鈣庫中的Ca2+ 釋放，升高胞漿中的Ca2+ Ca2+與PKC結(jié)合并聚

8、集至質(zhì)膜，在DAG和膜磷脂共同的誘導(dǎo)下， PKC被激活質(zhì)膜上的DAG+磷脂酰絲氨酸+Ca2+ 激活PKC2、PKC的生理功能（1）對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用 Ser/Thr殘基磷酸化 靶蛋白：質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶（2）對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用 早期反應(yīng)、晚期反應(yīng)（二）Ca2+-鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶途徑lCaM為鈣結(jié)合蛋白 4個(gè)Ca2+結(jié)合位點(diǎn)lCa2+-CaM激酶的底物譜廣泛lSer/Thr殘基磷酸化l激活A(yù)C、磷酸二脂酶l調(diào)節(jié)PKA3.3 酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)遞途徑受體Tyr激酶（RTK）受體Ser/Thr激酶受體鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)合Tyr激酶的受體受體Tyr磷酸酶一、受體Tyr激酶（一）類型RTK是

9、絕大多數(shù)生長因子的受體根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，分為6類表皮生長因子受體（EGFR）血小板衍生生長因子受體（PDGFR）神經(jīng)生長因子受體（NGFR）成纖維生長因子受體胰島素與類胰島素表皮生長因子-1受體血管內(nèi)皮生長因子受體（二）RTK的結(jié)構(gòu)胞外結(jié)構(gòu)域（N端）：含有生長因子結(jié)合位點(diǎn)胞外結(jié)構(gòu)域（C端）：有Tyr激酶的活性跨膜區(qū)：一個(gè)螺旋組成RTK結(jié)構(gòu)（三）RTK的靶蛋白與RTK胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相結(jié)合的靶蛋白分兩大類：1、接頭蛋白(adapter protein)： 如生長因子受體結(jié)合蛋白（GRB-2），它本身無信號(hào)作用，連接 活化的RTK與其他信號(hào)蛋白。2、參與信號(hào)傳遞的酶蛋白： 如GAP、PI3K、PLC-、Sr

10、c蛋白等。二、 SH2和SH3結(jié)構(gòu)域lRTK的靶蛋白的兩個(gè)高度保守的結(jié)構(gòu)域：SH2和SH3結(jié)構(gòu)域lSH2和SH3結(jié)構(gòu)域：因與Src蛋白的結(jié)構(gòu)域同源而得名。lSH2：約100AA，可識(shí)別、結(jié)合并活化RTK的P-Tyr，及其他含有P-Tyr 的信號(hào)蛋白lSH3：約50AA，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的相互作用Src蛋白：c-src基因表達(dá)的膜蛋白，有TPK活性。v-src：Rous肉瘤病毒(sarcoma virus)攜帶的癌基因。Src蛋白是RTK的靶蛋白，它有3個(gè)重要的結(jié)構(gòu)域lSH1(Src homology region)：TK結(jié)構(gòu)域lSH2：可識(shí)別和結(jié)合RTKlSH3：在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中

11、介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的相互作用。三、Ras蛋白lRas蛋白： ras癌基因的產(chǎn)物因發(fā)現(xiàn)于大鼠肉瘤(Rat sarcoma)而得名。l小G蛋白： Ras蛋白因與G蛋白的結(jié)構(gòu)和功能相似，但比G蛋白小，是單一肽鏈 又稱小G蛋白相同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和功能相似， GTP/GDP轉(zhuǎn)換；GTPase活性不同點(diǎn)：比G蛋白小，是單一肽鏈；受酪氨酸蛋白激酶調(diào)節(jié)，GTP/GDP 轉(zhuǎn)換需蛋白中介：接頭蛋白(GRB2)和Sos、GTP酶活化蛋白 (GAP)，鳥苷酸交換因子（GEF）。l三種類型H-ras、K-ras、 N-ras Harrey和Kirfen鼠肉瘤病毒上發(fā)現(xiàn)，稱H-ras、K-ras，人神經(jīng)母 細(xì)胞瘤上發(fā)現(xiàn)N-ras。

12、四、MAP激酶l活化的RAS蛋白可以激活其下游的一個(gè)Ser/Thr激酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，發(fā)揮生物效應(yīng)。l此Ser/Thr激酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)由如下相關(guān)蛋白組成：1、Raf蛋白（MAPKKK）： 與RAS蛋白結(jié)合而活化（也可被PKC活化），具Ser/Thr激酶活性， 能磷酸化并激活MEK。2、MEK蛋白（MAPKK）： 具Thr/Tyr激酶活性，能磷酸化并激活MAPK。3、MAP激酶（促分裂原活化蛋白激酶mitogen-activated protein kinase， MAPK）： 具Ser/Thr激酶活性，被活化后能磷酸化多種靶蛋白，或直接進(jìn)入 核內(nèi)磷酸化轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮作用。4、MAPK的靶蛋白： 包括許多與

13、細(xì)胞周期和細(xì)胞分化相關(guān)蛋白。五、RTK-RAS-MAPK信號(hào)傳遞途徑 GFRTK 接頭蛋白（Grb2）Sos蛋白（GEF） Ras蛋白R(shí)af蛋白MEK MAPK 靶蛋白R(shí)TK-RAS-MAPKRTK-RAS-MAPK信號(hào)傳遞途徑信號(hào)傳遞途徑六、其他酶偶聯(lián)受體1、受體鳥苷酸環(huán)化酶 例：心鈉素（ANP）受體 ANP R GTP cGMP PKG2、受體Tyr磷酸酶 存在與質(zhì)膜表面，兼有受體和Tyr磷酸酶活性。 例：CD453、受體Ser/Thr激酶 僅有一種：轉(zhuǎn)化生長因子- （TGF- ）4、結(jié)合Tyr激酶的受體 本身沒有催化活性，通過結(jié)合并活化Tyr激酶，發(fā)揮作用。 例：EPO受體G G蛋白偶聯(lián)

14、受體蛋白偶聯(lián)受體G G蛋白蛋白PKA+RcAMP( )RRRCCC蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)P磷酸酶Mg+ATP生物效應(yīng)PKA霍亂毒素：抑制霍亂毒素：抑制 s亞基亞基GTP酶活性酶活性百日咳毒素百日咳毒素:抑制抑制 i亞基結(jié)合亞基結(jié)合GTPOOHOHOHOOPPPCH2OCHOOCR2CH2OOCR1CH2OHCHOOCR2CH2OOCR1磷脂酰肌醇 PI磷脂酰肌醇-4,5-雙磷酸 PI2P二脂酰甘油 DG三磷酸肌醇 IP3磷脂酶C PLC水解H + RG蛋白 介導(dǎo)激活Ras蛋白蛋白Activation of RasActivation of Ras following following binding of a hormone binding of a hormone (e.g., EFG) to a receptor (e.g., EFG) to a receptor tyrosine kinase tyrosine kinase (RTK) (RTK)Sos: Son of sevenlessSos: Son of sevenlessGRB2: Growth factor receptorGRB2: Growth factor receptor -bound protein -