最新21細胞信息傳遞1精選PPT文檔

1、l 信息物質(zhì)信息物質(zhì)l 受體受體l 信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑l 信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的交互聯(lián)系信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的交互聯(lián)系l 信息轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病信息轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病細胞間信息物質(zhì)細胞間信息物質(zhì)細胞內(nèi)信息分子細胞內(nèi)信息分子膜受體介導(dǎo)膜受體介導(dǎo) 胞內(nèi)受體介導(dǎo)胞內(nèi)受體介導(dǎo)l 細胞外信息如何傳入細胞內(nèi)并細胞外信息如何傳入細胞內(nèi)并 引起細胞反應(yīng)引起細胞反應(yīng)l不同亞群細胞之間的協(xié)調(diào)配合不同亞群細胞之間的協(xié)調(diào)配合細胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)方式細胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)方式 通過相鄰細胞的直接接觸通過相鄰細胞的直接接觸 通過細胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)通過細胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細胞的代謝和功能其他細胞的代謝和功能信息物質(zhì)經(jīng)擴散或血循環(huán)到達靶細胞與靶細

2、胞的受體特異性結(jié)合受體對信號進行轉(zhuǎn)換并啟動靶細胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)特定的細胞釋放信息物質(zhì)第一節(jié) 信息物質(zhì) signal moleculesl 細胞間信息物質(zhì)細胞間信息物質(zhì)l 細胞內(nèi)信息分子細胞內(nèi)信息分子神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì) 內(nèi)分泌激素內(nèi)分泌激素 局部化學(xué)介質(zhì)局部化學(xué)介質(zhì)氣體信號氣體信號無機離子無機離子 脂類衍生物脂類衍生物 糖類衍生物糖類衍生物 核苷酸核苷酸 信號蛋白分子信號蛋白分子l信息物質(zhì)（信息物質(zhì)（signal molecules）：）： 調(diào)節(jié)細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì) l細胞間信息物質(zhì)細胞間信息物質(zhì)( (extracellular signal molec

3、ules)： 由細胞由細胞分泌分泌的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動的化的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)，又稱為第一信使學(xué)物質(zhì)，又稱為第一信使(first messenger)l細胞內(nèi)信息物質(zhì)細胞內(nèi)信息物質(zhì)(intracellular signal molecules) (intracellular signal molecules) ： 在細胞內(nèi)傳遞在細胞內(nèi)傳遞細胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)，細胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)，由由第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激在細胞內(nèi)產(chǎn)生，第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激在細胞內(nèi)產(chǎn)生，包括第二信使及第三信使包括第二信使及第三信使 l神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)l內(nèi)分泌激素內(nèi)分泌激素l局部化學(xué)介質(zhì)局部化學(xué)介質(zhì)l氣體信號氣體

4、信號l其他其他l蛋白質(zhì)及肽類蛋白質(zhì)及肽類l氨基酸及其衍生物氨基酸及其衍生物l類固醇激素類固醇激素l脂酸衍生物脂酸衍生物l氣體氣體化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)作用方式作用方式（一）神經(jīng)遞質(zhì)（一）神經(jīng)遞質(zhì) 又稱突觸分泌信號又稱突觸分泌信號(synaptic signal)，在神經(jīng)系統(tǒng)，在神經(jīng)系統(tǒng)細胞間傳遞信息，由細胞間傳遞信息，由神經(jīng)元突觸前膜釋放神經(jīng)元突觸前膜釋放，作用時間作用時間較短較短。（二）內(nèi)分泌激素（二）內(nèi)分泌激素 又稱內(nèi)分泌信號又稱內(nèi)分泌信號(endocrine signal)，由，由特殊分化特殊分化的內(nèi)分泌細胞釋放的內(nèi)分泌細胞釋放，通過血液循環(huán)通過血液循環(huán)到達靶細胞，大多到達靶細胞，大多數(shù)對靶細

5、胞的數(shù)對靶細胞的作用時間較長作用時間較長。含氮激素含氮激素類固醇激素類固醇激素氨基酸衍生物氨基酸衍生物小肽類小肽類 蛋白質(zhì)類蛋白質(zhì)類 糖蛋白類糖蛋白類（三）局部化學(xué)介質(zhì)（三）局部化學(xué)介質(zhì) 又稱旁分泌信號又稱旁分泌信號(paracrine signal)，不進入血循，不進入血循環(huán)，通過環(huán)，通過擴散作用擴散作用到達附近的靶細胞，到達附近的靶細胞，作用時間一般作用時間一般較短較短。（四）氣體信號（四）氣體信號 如如no ，由，由no合酶（合酶（nos）通過氧化）通過氧化l-精氨酸的精氨酸的胍基而產(chǎn)生。在心血管系統(tǒng)中的可能作用機制是提高胍基而產(chǎn)生。在心血管系統(tǒng)中的可能作用機制是提高gc的活性，從而使細

6、胞內(nèi)的活性，從而使細胞內(nèi)cgmp含量升高。在免疫含量升高。在免疫系統(tǒng)中，經(jīng)激活的巨噬細胞釋放的系統(tǒng)中，經(jīng)激活的巨噬細胞釋放的no可以通過抑制可以通過抑制靶細胞線粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和細胞靶細胞線粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和細胞dna合成等途徑，發(fā)揮殺傷靶細胞的效應(yīng)。另外血紅素單合成等途徑，發(fā)揮殺傷靶細胞的效應(yīng)。另外血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的co 具有與具有與no相似的功能。相似的功能。l其他其他 自分泌信號（自分泌信號（autocrine signal）:對同種對同種細胞或分泌細胞本身起調(diào)節(jié)作用。細胞或分泌細胞本身起調(diào)節(jié)作用。 有些細胞間信息物質(zhì)可在不同的個體間

7、有些細胞間信息物質(zhì)可在不同的個體間傳遞信息傳遞信息l無機離子：如無機離子：如ca2+l脂類衍生物：如脂類衍生物：如dag，花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物，花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物， cer（神經(jīng)酰胺）（神經(jīng)酰胺）l糖類衍生物：如糖類衍生物：如ip3l核苷酸：如核苷酸：如camp，cgmpl信號蛋白分子：如信號蛋白分子：如ras和底物酶和底物酶化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)l 第二信使第二信使(secondary messenger) ca2+、 dag、 ip3、 cer、camp、cgmp、花、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等這類在細胞內(nèi)傳遞信息的小生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等這類在細胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物分子化合物l 第三

8、信使第三信使(third messenger) 負責(zé)細胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，負責(zé)細胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，又稱為又稱為dna結(jié)合蛋白，是一類可與靶基因特異序列結(jié)合的核蛋白，結(jié)合蛋白，是一類可與靶基因特異序列結(jié)合的核蛋白，能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。l 作用方式：酶促級聯(lián)反應(yīng)作用方式：酶促級聯(lián)反應(yīng)l 生物學(xué)效應(yīng)：生物學(xué)效應(yīng)： 改變酶活性改變酶活性 開啟或關(guān)閉細胞膜離子通道開啟或關(guān)閉細胞膜離子通道 開啟或關(guān)閉細胞核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄開啟或關(guān)閉細胞核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄l 滅活：酶促降解、代謝轉(zhuǎn)化或細胞攝取滅活：酶促降解、代謝轉(zhuǎn)化或細胞攝取種類種類信息物質(zhì)信息物質(zhì)受體受體 引起細胞內(nèi)的變化引起細胞內(nèi)的變化神

9、經(jīng)神經(jīng)遞質(zhì)遞質(zhì)乙酰膽堿、谷氨酸、乙酰膽堿、谷氨酸、 氨基丁酸氨基丁酸質(zhì)膜質(zhì)膜受體受體影響離子通道關(guān)閉影響離子通道關(guān)閉生長生長因子因子類胰島素樣生長因類胰島素樣生長因 -1、表皮生長因子、表皮生長因子、 血小板血小板衍生生長因子衍生生長因子質(zhì)膜質(zhì)膜受體受體引起酶蛋白和功能蛋白引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化，的磷酸化和去磷酸化，改變細胞的代謝和基因改變細胞的代謝和基因表達表達激素激素蛋白質(zhì)、多肽及氨基酸蛋白質(zhì)、多肽及氨基酸衍生物類激素衍生物類激素類固醇激素、甲狀腺素類固醇激素、甲狀腺素質(zhì)膜質(zhì)膜受體受體胞內(nèi)胞內(nèi)受體受體同上同上調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄維生素維生素 維生素維生素a、維生素、維生素d 胞

10、內(nèi)胞內(nèi)受體受體 同上同上 l 受體的受體的概念概念l 受體的受體的分類分類、一般結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)及功能及功能 （一）膜受體（一）膜受體 （二）胞內(nèi)受體（二）胞內(nèi)受體l 受體作用的特點受體作用的特點l 受體活性的調(diào)節(jié)受體活性的調(diào)節(jié) 受體（受體（receptor）是細胞膜上或細胞內(nèi)能是細胞膜上或細胞內(nèi)能特異識別生物活性分子并與之結(jié)合，然后將識特異識別生物活性分子并與之結(jié)合，然后將識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細胞別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細胞內(nèi)部，進而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個內(nèi)部，進而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。別是糖脂。 能與受體特異性結(jié)合的生物活性分子稱為能與受

11、體特異性結(jié)合的生物活性分子稱為配體（配體（ligand） l 膜受體膜受體(membrane receptor) 1. 環(huán)狀受體：即配體依賴性離子通道環(huán)狀受體：即配體依賴性離子通道 2. g蛋白偶聯(lián)受體：又稱七個跨膜蛋白偶聯(lián)受體：又稱七個跨膜螺旋受體螺旋受體 3. 單個跨膜單個跨膜螺旋受體螺旋受體 4. 具有鳥苷酸環(huán)化酶（具有鳥苷酸環(huán)化酶（gc）活性的受體）活性的受體 1. 環(huán)狀受體環(huán)狀受體 受神經(jīng)遞質(zhì)受神經(jīng)遞質(zhì)等信息物質(zhì)調(diào)節(jié)。等信息物質(zhì)調(diào)節(jié)。當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)與他當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)與他們結(jié)合后，可使們結(jié)合后，可使細胞膜上的離子細胞膜上的離子通道打開或關(guān)閉，通道打開或關(guān)閉，從而改變膜的通從而改變膜的通透性。透

12、性。2. g 蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體(g-protein coupled receptors, gpcrs)gpcrgpcr的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點l受體的受體的n n端可端可有不同的有不同的糖基化糖基化l胞內(nèi)的第二和第三個環(huán)能與胞內(nèi)的第二和第三個環(huán)能與g-g-蛋白相偶聯(lián)蛋白相偶聯(lián)l受體內(nèi)有一些高度保守的半胱氨酸殘基，受體內(nèi)有一些高度保守的半胱氨酸殘基，對維持受體的結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵作用對維持受體的結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵作用gpcrgpcr的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點lc-末端的高度保守的末端的高度保守的cys殘基在腎上腺素能殘基在腎上腺素能受體、腎上腺素能受體、腎上腺素能受體和視紫質(zhì)受體中可被受體和視紫質(zhì)受體中可被棕

13、櫚酰化，使受體的胞內(nèi)部分錨定于質(zhì)膜棕櫚?；?，使受體的胞內(nèi)部分錨定于質(zhì)膜l受體的受體的c-末端和胞內(nèi)第三環(huán)含有多個末端和胞內(nèi)第三環(huán)含有多個thr和和ser殘基可被磷酸化，與抑制蛋白殘基可被磷酸化，與抑制蛋白-視紫紅視紫紅質(zhì)抑制蛋白（質(zhì)抑制蛋白（arrestin）結(jié)合）結(jié)合 ，使受體不能再，使受體不能再活化活化g蛋白而失活蛋白而失活g g蛋白蛋白(guanylate binding protein) 是一類和是一類和gtpgtp或或gdpgdp相結(jié)合、位于細胞膜相結(jié)合、位于細胞膜胞漿面的外周蛋白，由胞漿面的外周蛋白，由 、 、 三個亞基組成。三個亞基組成。g g蛋白通過蛋白通過 、 亞基的異戊二烯

14、化的基團或亞基的異戊二烯化的基團或 亞基的豆蔻酰化的基團錨定于細胞膜。亞基的豆蔻?；幕鶊F錨定于細胞膜。 有兩種構(gòu)象：有兩種構(gòu)象：非活化型非活化型；活化型活化型兩種兩種g蛋白的活性型和非活性型的互變蛋白的活性型和非活性型的互變（1 1）種類）種類 酪氨酸蛋白激酶受體型：催化型受體酪氨酸蛋白激酶受體型：催化型受體 非酪氨酸蛋白激酶受體型非酪氨酸蛋白激酶受體型 轉(zhuǎn)化生長因子轉(zhuǎn)化生長因子 受體受體（2 2）結(jié)構(gòu)特點：化學(xué)本質(zhì)為糖蛋白）結(jié)構(gòu)特點：化學(xué)本質(zhì)為糖蛋白 細胞外區(qū)：配體結(jié)合部位細胞外區(qū)：配體結(jié)合部位 跨膜區(qū)：一個跨膜區(qū)：一個螺旋螺旋 細胞內(nèi)區(qū)細胞內(nèi)區(qū)3. 單個跨膜單個跨膜螺旋受體螺旋受體近膜區(qū)

15、近膜區(qū)功能區(qū)功能區(qū)v 酪氨酸蛋白激酶受體型和非酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶受體型和非酪氨酸蛋白激酶 受體型的下游常含有受體型的下游常含有 sh2結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域能與酪氨酸殘基磷酸化的多肽鏈結(jié)合能與酪氨酸殘基磷酸化的多肽鏈結(jié)合 sh3結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域能與富含脯氨酸的肽段結(jié)合能與富含脯氨酸的肽段結(jié)合 ph結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域(pleckstrin homology domain) 識別具有磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸的短識別具有磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸的短肽，并能與肽，并能與g蛋白的蛋白的復(fù)合物結(jié)合復(fù)合物結(jié)合 ,還能還能與帶電的磷脂結(jié)合與帶電的磷脂結(jié)合 酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）

16、 當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體( (catalytic receptor) )大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸蛋白激酶蛋白激酶( (tyrosine protein kinase, tpk) )被激活，既可使被激活，既可使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化導(dǎo)致受體自身磷酸化，又對方的某些酪氨酸殘基磷酸化導(dǎo)致受體自身磷酸化，又可催化底物蛋白的特定酪氨酸殘基磷酸化。可催化底物蛋白的特定酪氨酸殘基磷酸化。 酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)（又稱（又稱sh1, scr homology 1 domain，與，與src的

17、酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源）的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源）位于受體的位于受體的c c末端，包括末端，包括atpatp結(jié)合與底物結(jié)合兩個功能區(qū)。結(jié)合與底物結(jié)合兩個功能區(qū)。 含含tpk結(jié)構(gòu)域的受體結(jié)構(gòu)域的受體egf:表皮生長因子表皮生長因子 igf-1:胰島素樣生長因子胰島素樣生長因子pdgf:血小板衍生生長因子血小板衍生生長因子 fgf:成纖維細胞生長因子成纖維細胞生長因子轉(zhuǎn)化生長因子轉(zhuǎn)化生長因子 （transformation growth factor ，tgf ）受體受體l分成兩個亞家族分成兩個亞家族i型受體（型受體（transformation growth factor receptor-i，t

18、r-i）ii型受體（型受體（transformation growth factor receptor-ii，t r-ii）l具有絲氨酸具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)域，蘇氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)域， t r-ii能進行能進行自身磷酸化和磷酸化緊接自身磷酸化和磷酸化緊接t r-i激酶結(jié)構(gòu)域激酶結(jié)構(gòu)域n端的端的gs結(jié)構(gòu)域中的絲氨酸、蘇氨酸殘基，而使結(jié)構(gòu)域中的絲氨酸、蘇氨酸殘基，而使t r-i活化活化tgf的的型和型和型受體型受體 l分為膜受體和可溶性受體分為膜受體和可溶性受體（1）膜受體）膜受體v配體：包括鳥苷蛋白和心鈉素配體：包括鳥苷蛋白和心鈉素 （arrionatriuretic peptide，a

19、np）v結(jié)構(gòu)：由同源的三聚體或四聚體組成，每一個結(jié)構(gòu)：由同源的三聚體或四聚體組成，每一個 亞基包括亞基包括n末端的胞外受體結(jié)構(gòu)域、跨膜末端的胞外受體結(jié)構(gòu)域、跨膜 區(qū)、膜內(nèi)的蛋白激酶樣結(jié)構(gòu)域和區(qū)、膜內(nèi)的蛋白激酶樣結(jié)構(gòu)域和c末端的末端的 鳥苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶（guanylate cyclase，gc） 催化結(jié)構(gòu)域催化結(jié)構(gòu)域4. 具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體 （2）可溶性受體）可溶性受體v配體：配體：no和和cov結(jié)構(gòu)：由結(jié)構(gòu)：由 、 兩個亞基組成的雜二兩個亞基組成的雜二聚體，聚體， 每個亞基一個每個亞基一個gc催化結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域和 血紅素結(jié)合結(jié)構(gòu)域血紅素結(jié)合結(jié)構(gòu)域胞外胞外胞內(nèi)胞內(nèi)膜受體膜受體可溶性受體可溶性受體pkh gcgc具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體結(jié)構(gòu)具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體結(jié)構(gòu)pkh：激酶樣結(jié)構(gòu)域；：激酶樣結(jié)構(gòu)域；