第7章-細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1、1第七章第七章 細(xì)胞的社會(huì)聯(lián)系細(xì)胞的社會(huì)聯(lián)系. 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)1998：Robert FurchgottLouis IgnarroFerid Murad發(fā)現(xiàn)并提出發(fā)現(xiàn)并提出NO是體內(nèi)重要的信號(hào)分子是體內(nèi)重要的信號(hào)分子1971：Sutherland et al.闡明闡明cAMP的功能，并提出第二信使學(xué)說(shuō)的功能，并提出第二信使學(xué)說(shuō)2000年的年的諾貝諾貝爾醫(yī)爾醫(yī)學(xué)與學(xué)與生理生理學(xué)獎(jiǎng)學(xué)獎(jiǎng)4兩位美國(guó)科學(xué)家理查德兩位美國(guó)科學(xué)家理查德阿克塞爾和琳達(dá)阿克塞爾和琳達(dá)巴克因發(fā)現(xiàn)人類嗅覺系統(tǒng)的奧秘巴克因發(fā)現(xiàn)人類嗅覺系統(tǒng)的奧秘而榮獲今年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們所進(jìn)行的一

2、系列先驅(qū)性的研究向我們清而榮獲今年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們所進(jìn)行的一系列先驅(qū)性的研究向我們清楚地闡釋了我們的嗅覺系楚地闡釋了我們的嗅覺系 統(tǒng)是如何運(yùn)作的。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大型的基因家統(tǒng)是如何運(yùn)作的。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大型的基因家族。這一族。這一基因家族基因家族由由1000種不同的基因組成，種不同的基因組成，這些基因構(gòu)成了相當(dāng)數(shù)量的這些基因構(gòu)成了相當(dāng)數(shù)量的氣味受體種類氣味受體種類。這些受體。這些受體 位于嗅覺受體細(xì)胞之內(nèi)，這些細(xì)胞在鼻上皮的上位于嗅覺受體細(xì)胞之內(nèi)，這些細(xì)胞在鼻上皮的上端，端，可以探可以探 測(cè)到吸入的氣味分子測(cè)到吸入的氣味分子。 瑞典科學(xué)院公布諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者研究成果瑞典科學(xué)院公布諾貝爾醫(yī)

3、學(xué)獎(jiǎng)獲得者研究成果-2004美國(guó)科學(xué)家理查德美國(guó)科學(xué)家理查德-阿克塞爾和琳達(dá)阿克塞爾和琳達(dá)-巴克分享殊榮巴克分享殊榮 TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinefor2004jointlytoRichardAxelandLindaB.Buckfortheirdiscoveriesofodorantreceptorsandtheorganizationoftheolfactorysystem第三節(jié)第三節(jié)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞跨膜傳遞第一節(jié)第一節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述第二節(jié)第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四節(jié)第四

4、節(jié) 信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)6第一節(jié)第一節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述通訊通訊7本節(jié)內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容: 細(xì)胞的通訊與細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞的通訊與細(xì)胞識(shí)別 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及特征信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及特征 細(xì)胞通訊的一般過(guò)程細(xì)胞通訊的一般過(guò)程信息的產(chǎn)生信息的產(chǎn)生 （與傳遞）（與傳遞） 信號(hào)分子信號(hào)分子細(xì)胞識(shí)別（細(xì)胞識(shí)別（Cell recognitionCell recognition） 受體蛋白受體蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（Signal transductionSignal transduction） 胞內(nèi)信號(hào)胞內(nèi)信號(hào) 效應(yīng)分子效應(yīng)分子 細(xì)胞通訊：細(xì)胞通訊：一個(gè)細(xì)胞一個(gè)細(xì)胞發(fā)出

5、發(fā)出的信息，通過(guò)介質(zhì)（配體）的信息，通過(guò)介質(zhì)（配體）傳傳遞遞到另一個(gè)細(xì)胞，并與該靶細(xì)胞相應(yīng)到另一個(gè)細(xì)胞，并與該靶細(xì)胞相應(yīng)受體受體相互作用，再通過(guò)相互作用，再通過(guò)細(xì)胞信號(hào)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生相應(yīng)的生理生化變化和生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)，產(chǎn)生相應(yīng)的生理生化變化和生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程程反應(yīng)反應(yīng)。1. 1. 細(xì)胞的通訊與細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞的通訊與細(xì)胞識(shí)別 細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞引起的反應(yīng)細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞引起的反應(yīng)酶活性的變化酶活性的變化基因表達(dá)的變化基因表達(dá)的變化膜通透性的變化膜通透性的變化細(xì)胞骨架構(gòu)型細(xì)胞骨架構(gòu)型細(xì)胞死亡程序的變化等。細(xì)胞死亡程序的變化等。細(xì)細(xì)胞胞通通訊訊的的作作用用 細(xì)胞間的通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體的發(fā)生

6、和組織的構(gòu)建，協(xié)調(diào)細(xì)胞間的通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建，協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化和死亡是必須的。細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化和死亡是必須的。細(xì)胞通訊的兩種方式細(xì)胞通訊的兩種方式通過(guò)細(xì)胞接觸進(jìn)行的通訊通過(guò)細(xì)胞接觸進(jìn)行的通訊分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行的通訊分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行的通訊 通訊通訊連接連接： 間隙連接間隙連接和胞間連絲和胞間連絲 通過(guò)位于細(xì)胞表面的信通過(guò)位于細(xì)胞表面的信號(hào)分子同靶細(xì)胞的號(hào)分子同靶細(xì)胞的接觸接觸。 分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行的通訊分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行的通訊: :概念概念: 細(xì)胞通過(guò)其表面的受體與胞外信號(hào)物質(zhì)分子（配體）細(xì)胞通過(guò)其表面的受體與胞外信號(hào)物質(zhì)分子（配體）

7、選擇性地相互作用選擇性地相互作用，而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程過(guò)程。 細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別: :細(xì)胞通訊細(xì)胞通訊：一個(gè)細(xì)胞一個(gè)細(xì)胞發(fā)出發(fā)出的信息，通過(guò)介質(zhì)（配體）的信息，通過(guò)介質(zhì)（配體）傳遞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞，并與到另一個(gè)細(xì)胞，并與該靶細(xì)胞相應(yīng)受體相互作用該靶細(xì)胞相應(yīng)受體相互作用，再通過(guò)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生相應(yīng)的生理生化變化和生物再通過(guò)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生相應(yīng)的生理生化變化和生物學(xué)效應(yīng)的學(xué)效應(yīng)的過(guò)程過(guò)程反應(yīng)。反應(yīng)。信號(hào)通路（信號(hào)通路（signaling pathwaysignaling pathway）:

8、 :概念概念: 細(xì)胞細(xì)胞接受外界信號(hào)接受外界信號(hào)，通過(guò)一整套特定的機(jī)制，通過(guò)一整套特定的機(jī)制，將胞外信號(hào)將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào)，最終調(diào)節(jié)特定基因，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)應(yīng)答反應(yīng)，這種，這種反應(yīng)系列反應(yīng)系列稱稱之為細(xì)胞信號(hào)通路之為細(xì)胞信號(hào)通路。細(xì)胞信號(hào)分子細(xì)胞信號(hào)分子 （Signal molecularSignal molecular）2.2.信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵組分信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵組分受體受體（receptor receptor ）第二信使第二信使(Second messenger)(Second messenger)分子開關(guān)分子開關(guān)(switch

9、)(switch)細(xì)胞信號(hào)分子細(xì)胞信號(hào)分子1.根據(jù)其溶解性分：根據(jù)其溶解性分： 親脂性的信號(hào)分子親脂性的信號(hào)分子 親水性的信號(hào)分子親水性的信號(hào)分子2.根據(jù)其分泌類型分：根據(jù)其分泌類型分： 激素與內(nèi)分泌信號(hào)激素與內(nèi)分泌信號(hào) 局部介質(zhì)局部介質(zhì) 神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì) (neurotransmitters) 概念概念: 在細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)在細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)傳遞信息傳遞信息的化學(xué)分子。的化學(xué)分子?；瘜W(xué)分子化學(xué)分子 非營(yíng)養(yǎng)物非營(yíng)養(yǎng)物 非能源物質(zhì)非能源物質(zhì) 非結(jié)構(gòu)物質(zhì)非結(jié)構(gòu)物質(zhì) 不是酶不是酶主要是用來(lái)在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息主要是用來(lái)在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息 分類分類:17信信號(hào)號(hào)分分子子的的類類型型受體受體（re

10、ceptor receptor ）概念概念: : 能夠能夠識(shí)別和選擇結(jié)合識(shí)別和選擇結(jié)合信號(hào)分子并能信號(hào)分子并能引起引起一系一系列列生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)的生物大分子的生物大分子. 多為糖蛋白多為糖蛋白存在部位存在部位: :細(xì)胞表面（表面受體）細(xì)胞表面（表面受體）細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)受體）細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)受體）至少至少2個(gè)結(jié)構(gòu)域：結(jié)合配體的功能域；產(chǎn)生效應(yīng)的功能域個(gè)結(jié)構(gòu)域：結(jié)合配體的功能域；產(chǎn)生效應(yīng)的功能域細(xì)胞表面細(xì)胞表面受體與受體與細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞內(nèi)受體: :胞外親水性信號(hào)分子所激活胞外親水性信號(hào)分子所激活胞外親脂性信號(hào)分子所激活胞外親脂性信號(hào)分子所激活, , 為基因調(diào)控蛋白為基因調(diào)控蛋白, ,受體超家族

11、受體超家族受體的作用特性受體的作用特性: :特異性特異性: 結(jié)合特異性結(jié)合特異性- - 與信號(hào)分子空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)與信號(hào)分子空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ) 效應(yīng)特異性效應(yīng)特異性受體交叉受體交叉(receptor crossover) 胰島素受體除結(jié)合胰島素外胰島素受體除結(jié)合胰島素外, , 還可以同胰島素樣還可以同胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合。生長(zhǎng)因子結(jié)合。 糖皮質(zhì)糖皮質(zhì)( (激激) )素受體除同糖皮質(zhì)素受體除同糖皮質(zhì)( (激激) )素結(jié)合以外素結(jié)合以外, , 還可同其它甾類激素結(jié)合還可同其它甾類激素結(jié)合可逆性可逆性 配體與受體的結(jié)合是可逆的。配體與受體的結(jié)合是可逆的。第二信使第二信使？第二信使的第二信使的概念概念(se

12、cond messenger)(second messenger)大多數(shù)激素類信號(hào)分子不能直接進(jìn)入細(xì)胞，只能通過(guò)同膜大多數(shù)激素類信號(hào)分子不能直接進(jìn)入細(xì)胞，只能通過(guò)同膜受體結(jié)合后進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換，通常把細(xì)胞外的信號(hào)稱為第一受體結(jié)合后進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換，通常把細(xì)胞外的信號(hào)稱為第一信使，而把信使，而把在細(xì)胞感受信號(hào)后，通過(guò)細(xì)胞表面受體在細(xì)胞感受信號(hào)后，通過(guò)細(xì)胞表面受體轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換而來(lái)來(lái)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)稱為第二信使。它參與將細(xì)胞外信息的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)稱為第二信使。它參與將細(xì)胞外信息傳遞傳遞到細(xì)胞內(nèi)的靶酶的過(guò)程。到細(xì)胞內(nèi)的靶酶的過(guò)程。第二信使至少有兩個(gè)特征第二信使至少有兩個(gè)特征: : 是第一信使同其膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜

13、內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)，僅是第一信使同其膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)，僅在細(xì)胞內(nèi)部起作用的信號(hào)分子；在細(xì)胞內(nèi)部起作用的信號(hào)分子； 能啟動(dòng)或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。能啟動(dòng)或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。 目前公認(rèn)的第二信使有目前公認(rèn)的第二信使有cAMPcAMP、DGDG、IPIP3 3、cGMPcGMP。CaCa2+2+（第三信使？）。（第三信使？）。信號(hào)傳導(dǎo)的分子開關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)的分子開關(guān)分子開關(guān)的類型分子開關(guān)的類型可被磷酸化和去磷酸化的蛋白可被磷酸化和去磷酸化的蛋白GTP-GTP-結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白3.3.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及特征信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及特征細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本環(huán)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本環(huán)節(jié) 識(shí)別識(shí)

14、別反應(yīng)反應(yīng) 信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換（第二信使的產(chǎn)生）（第二信使的產(chǎn)生） 信號(hào)的信號(hào)的放大放大（通過(guò)構(gòu)像的改變）（通過(guò)構(gòu)像的改變） 信號(hào)的信號(hào)的終止終止（反饋調(diào)節(jié)）（反饋調(diào)節(jié)） 在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，上游蛋白對(duì)下游蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，上游蛋白對(duì)下游蛋白活性的改變主要是通過(guò)添加或除去磷酸基活性的改變主要是通過(guò)添加或除去磷酸基團(tuán)進(jìn)行的。團(tuán)進(jìn)行的。 兩大類信號(hào)傳遞途徑：兩大類信號(hào)傳遞途徑：1. 1. 通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞受體多為基因調(diào)控蛋白受體多為基因調(diào)控蛋白(Transcriptional factor)(Transcriptional factor)2. 2. 通過(guò)細(xì)胞

15、表面受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞受體多為功能性糖蛋白受體多為功能性糖蛋白第二節(jié)第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu)胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu):胞內(nèi)受體的基本結(jié)構(gòu)胞內(nèi)受體的基本結(jié)構(gòu):含三個(gè)結(jié)構(gòu)域含三個(gè)結(jié)構(gòu)域 C C端結(jié)構(gòu)域端結(jié)構(gòu)域: : 中間結(jié)構(gòu)域中間結(jié)構(gòu)域: : N N端結(jié)構(gòu)域端結(jié)構(gòu)域: :甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路 初級(jí)反應(yīng)階段：直接活化少初級(jí)反應(yīng)階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的，發(fā)生迅速；數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的，發(fā)生迅速；次級(jí)反應(yīng)：初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物再活化次級(jí)反應(yīng)：初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用反應(yīng)階段：

16、反應(yīng)階段：NO介導(dǎo)的信號(hào)通路介導(dǎo)的信號(hào)通路NONO很容易從制造很容易從制造的細(xì)胞中擴(kuò)散出的細(xì)胞中擴(kuò)散出來(lái)并且進(jìn)入到鄰來(lái)并且進(jìn)入到鄰近的細(xì)胞。由于近的細(xì)胞。由于NONO的半衰期很短的半衰期很短(5-10(5-10秒鐘秒鐘) )，所，所以它只能作用于以它只能作用于相鄰細(xì)胞。相鄰細(xì)胞。NONO作作用的靶酶是鳥苷用的靶酶是鳥苷環(huán)化酶，使環(huán)化酶，使GTPGTP轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成變成cGMPcGMP。 cGMPcGMP又作為新的信使又作為新的信使分子分子第三節(jié)第三節(jié)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞細(xì)胞表面受體主要類型細(xì)胞表面受體主要類型 離子通道偶聯(lián)受體離子通道偶聯(lián)受體(ion-chan

17、nel linked (ion-channel linked receptor)receptor)； G-G-蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體(G-protein linked (G-protein linked receptor)receptor)； 酶聯(lián)受體酶聯(lián)受體(enzyme-linked receptor)(enzyme-linked receptor)。三種類型的表面受體三種類型的表面受體 即是受體，又是離子通道即是受體，又是離子通道受體發(fā)揮作用時(shí)要通過(guò)受體發(fā)揮作用時(shí)要通過(guò)G蛋白蛋白受體本身酶或與酶連接，受受體本身酶或與酶連接，受體發(fā)揮作用時(shí)二聚化體發(fā)揮作用時(shí)二聚化一、一、 離子通道偶聯(lián)受

18、體離子通道偶聯(lián)受體見于可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞，產(chǎn)生一種見于可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞，產(chǎn)生一種電效應(yīng)。電效應(yīng)。 受體本身就是形成通道的跨膜蛋白受體本身就是形成通道的跨膜蛋白, ,是離子通是離子通道的一部分道的一部分, ,還有配體結(jié)合部位，并借此將信號(hào)還有配體結(jié)合部位，并借此將信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)。如乙酰膽堿受體就是離子通道偶傳遞至細(xì)胞內(nèi)。如乙酰膽堿受體就是離子通道偶聯(lián)受體。聯(lián)受體。它們多為數(shù)個(gè)亞基組成的寡聚體蛋白它們多為數(shù)個(gè)亞基組成的寡聚體蛋白 。四次四次/ /六次跨膜蛋白六次跨膜蛋白. .乙酰膽堿受體乙酰膽堿受體:二、二、 G-蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體受體受體: : 接收信號(hào)后在傳導(dǎo)信號(hào)時(shí)與

19、接收信號(hào)后在傳導(dǎo)信號(hào)時(shí)與G G蛋蛋白偶聯(lián)而發(fā)揮作用白偶聯(lián)而發(fā)揮作用. .G G蛋白蛋白: : 三聚體三聚體GTPGTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白. .G G蛋蛋白白偶偶聯(lián)聯(lián)受受體體與與信信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)G-蛋白蛋白G G蛋白蛋白: : 三聚體三聚體GTPGTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白. .具具GTPaseGTPase活性活性. .在細(xì)胞信號(hào)通路中起信號(hào)轉(zhuǎn)換器或分子開關(guān)作用的蛋白在細(xì)胞信號(hào)通路中起信號(hào)轉(zhuǎn)換器或分子開關(guān)作用的蛋白質(zhì)。有三聚體質(zhì)。有三聚體G蛋白、低分子量的單體小蛋白、低分子量的單體小G蛋白和高分子蛋白和高分子量的其他量的其他G蛋白三類。蛋白三類。組成組成: : 一般由三個(gè)亞基組成一般由三

20、個(gè)亞基組成, , 分別叫分別叫、, , 、兩亞基通常緊密結(jié)合在一起兩亞基通常緊密結(jié)合在一起, , 只有在蛋白構(gòu)象只有在蛋白構(gòu)象改變時(shí)才分開。改變時(shí)才分開。功能功能位點(diǎn)位點(diǎn): : 亞基具有三個(gè)功能亞基具有三個(gè)功能位點(diǎn)位點(diǎn)：GTPGTP結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn); ; 鳥苷鳥苷三磷酸水解酶三磷酸水解酶(GTPase(GTPase) )活性位點(diǎn)活性位點(diǎn); ; 靶酶（腺苷酸環(huán)靶酶（腺苷酸環(huán)化酶或磷脂酶化酶或磷脂酶C C）結(jié)合位點(diǎn)。）結(jié)合位點(diǎn)。G G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路根據(jù)引起的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的不同，分為：根據(jù)引起的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的不同，分為： cAMPcAMP信號(hào)通路信號(hào)通路 磷脂酰

21、肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇信號(hào)通路 G G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)（或通路）蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)（或通路）配體配體與與受體受體結(jié)合后結(jié)合后, , 需要與需要與G G蛋白蛋白的激活相偶聯(lián)的激活相偶聯(lián), ,進(jìn)而將信號(hào)傳與下游的進(jìn)而將信號(hào)傳與下游的靶蛋白靶蛋白時(shí)時(shí), , 在胞內(nèi)產(chǎn)生在胞內(nèi)產(chǎn)生第第二信使二信使. . cAMP cAMP信號(hào)通路信號(hào)通路細(xì)胞外細(xì)胞外信號(hào)信號(hào)與相應(yīng)與相應(yīng)受體受體結(jié)合后，需要與結(jié)合后，需要與G G蛋白蛋白偶偶聯(lián)，進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié)效應(yīng)酶聯(lián)，進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié)效應(yīng)酶腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)第二信使第二信使cAMPcAMP水平的變化而引起細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)。水平的變化而引

22、起細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)。該系統(tǒng)屬表面受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)；該系統(tǒng)屬表面受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)；在該系統(tǒng)中在該系統(tǒng)中, , 細(xì)胞外信號(hào)要被轉(zhuǎn)換成第二信息細(xì)胞外信號(hào)要被轉(zhuǎn)換成第二信息cAMPcAMP引起細(xì)胞反應(yīng)。引起細(xì)胞反應(yīng)。cAMPcAMP信號(hào)通路的組成成分：信號(hào)通路的組成成分： 信號(hào)信號(hào)受體受體(Receptor) 7 7次跨膜的膜整合蛋白。次跨膜的膜整合蛋白。 G- G-蛋白蛋白受體接收信號(hào)后，受體接收信號(hào)后， G-G-蛋白被活化（結(jié)合蛋白被活化（結(jié)合GTPGTP），進(jìn)而），進(jìn)而可激活下游的效應(yīng)物?？杉せ钕掠蔚男?yīng)物。 效應(yīng)物（靶蛋白）效應(yīng)物（靶蛋白） 腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶 第二信使第二信使cAMP

23、cAMP在信號(hào)傳遞中，必有正、負(fù)兩種相輔在信號(hào)傳遞中，必有正、負(fù)兩種相輔相成的反饋機(jī)制來(lái)調(diào)控其傳遞！相成的反饋機(jī)制來(lái)調(diào)控其傳遞！激活型激活型 由激活型的信號(hào)作用于激活型的受體，經(jīng)激活型的由激活型的信號(hào)作用于激活型的受體，經(jīng)激活型的G G蛋蛋白去激活腺苷酸環(huán)化酶，從而提高白去激活腺苷酸環(huán)化酶，從而提高cAMPcAMP的濃度引起細(xì)胞的濃度引起細(xì)胞的反應(yīng)。的反應(yīng)。抑制型抑制型 通過(guò)抑制型的信號(hào)分子作用于抑制型的受體，經(jīng)抑制通過(guò)抑制型的信號(hào)分子作用于抑制型的受體，經(jīng)抑制型的型的G G蛋白去抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性。蛋白去抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性。激活型、抑制型系統(tǒng)組成激活型、抑制型系統(tǒng)組成激活型激活型抑制

24、型抑制型受體受體激活型受體激活型受體(Rs)（接受腎上腺素等）（接受腎上腺素等）抑制型受體抑制型受體(Ri)（接受前列腺素等）（接受前列腺素等）G-G-蛋白蛋白激活型的激活型的G-G-蛋白蛋白（GsGs）抑制型抑制型G-G-蛋白蛋白(Gi(Gi) )靶蛋白靶蛋白腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶 （C C）激活型與抑制型受體進(jìn)行激活型與抑制型受體進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)的效應(yīng)信號(hào)傳導(dǎo)的效應(yīng)ssii腎上腺素腎上腺素胰高血糖素胰高血糖素促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素前列腺素前列腺素腺苷腺苷cAMPcAMP信號(hào)通路效應(yīng)信號(hào)通路效應(yīng)ATP cAMPATP cAMPMg2+ ，or Mn2+腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶激活靶酶

25、激活靶酶蛋白激酶蛋白激酶A A（P Protein kinaserotein kinase A A，PKAPKA）級(jí)聯(lián)反應(yīng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)信號(hào)的解除：信號(hào)的解除：環(huán)腺苷酸磷環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶酸二酯酶5-AMP5-AMPcAMPcAMP信號(hào)途徑又稱信號(hào)途徑又稱PKAPKA系統(tǒng)，是蛋白激酶系統(tǒng)，是蛋白激酶A A系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(protein (protein kinasekinase A system, PKA) A system, PKA)；蛋白激酶蛋白激酶A A的激活的激活調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基催化亞基催化亞基蛋白激酶蛋白激酶A A的作用機(jī)理的作用機(jī)理被激活的蛋白激酶被激活的蛋白激酶A A可以以兩種方

26、式起作用可以以兩種方式起作用: : PKA 使其靶酶磷酸化：絲氨酸、蘇氨酸殘基使其靶酶磷酸化：絲氨酸、蘇氨酸殘基 直接激活特定的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子直接激活特定的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 （ cAMP response element binding protein, or CREB）. cAMPcAMP及其信號(hào)放大及其信號(hào)放大（肝細(xì)胞對(duì)胰高血糖素或腎上腺素的反應(yīng)）（肝細(xì)胞對(duì)胰高血糖素或腎上腺素的反應(yīng)）糖原降解糖原降解總結(jié)：總結(jié)：cAMPcAMP信號(hào)途徑的反應(yīng)鏈？信號(hào)途徑的反應(yīng)鏈？ 磷脂酰肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇信號(hào)通路G G蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)的一種。該通路也稱蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)的一種。該通路也稱I PI P3 3、

27、D A GD A G 、 C aC a2 +2 +信 號(hào) 通 路信 號(hào) 通 路 , , 或 稱 為或 稱 為PKC(Protein kinasePKC(Protein kinase C) C)系統(tǒng)。系統(tǒng)。組成成分：組成成分： 信號(hào)信號(hào)受體受體(Receptor)：接受的信號(hào)分接受的信號(hào)分 子子有各種激素、神經(jīng)遞質(zhì)類和一些局部介質(zhì)有各種激素、神經(jīng)遞質(zhì)類和一些局部介質(zhì) G- G-蛋白蛋白 效應(yīng)物：效應(yīng)物：磷脂酶磷脂酶 C C （PLCPLC）磷脂酰肌醇信號(hào)通路效應(yīng)磷脂酰肌醇信號(hào)通路效應(yīng)G-G-蛋白蛋白激活磷酯酶激活磷酯酶C(PLC)C(PLC)PIP2IP3DAG受體受體磷脂酰肌醇信號(hào)通路效應(yīng)磷脂

28、酰肌醇信號(hào)通路效應(yīng)內(nèi)源內(nèi)源CaCa2+2+庫(kù)庫(kù)（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的CaCa2+2+ ） 胞內(nèi)胞內(nèi)CaCa2+2+濃度升高濃度升高 CaCa2+2+結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(CaM(CaM) ) 細(xì)胞反應(yīng)細(xì)胞反應(yīng)或促或促NaNa+ +/H/H+ +交換使胞內(nèi)交換使胞內(nèi)pHpH 蛋白磷酸化蛋白磷酸化 激活激活PKCDGIP3磷磷脂脂肌肌醇醇信信號(hào)號(hào)途途徑徑蛋白激酶蛋白激酶C C的激活的激活 CaMCaM 受受CaMCaM調(diào)節(jié)的酶調(diào)節(jié)的酶: :腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶鈣調(diào)蛋白激酶鈣調(diào)蛋白激酶CaCa2+2+-ATP-ATP酶酶 PIPPIP2 2水解釋放出的水解釋放出的DGDG是

29、水不溶的是水不溶的( (非極性的非極性的) )，一直停留在質(zhì)膜上。，一直停留在質(zhì)膜上。 一旦一旦IPIP3 3動(dòng)員釋放了動(dòng)員釋放了CaCa2+2+, DG, DG在在 CaCa2+2+和磷脂酰絲氨酸和磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS(phosphatidylserine,PS) )的存在下的存在下使使PKCPKC結(jié)合到質(zhì)膜上并活化。結(jié)合到質(zhì)膜上并活化。 4 4個(gè)結(jié)構(gòu)域個(gè)結(jié)構(gòu)域, , 每個(gè)結(jié)每個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合一個(gè)構(gòu)域結(jié)合一個(gè)CaCa2+2+PKCPKC的的激激活活與與基基因因調(diào)調(diào)控控三、三、 與與酶連接的受體酶連接的受體(enzyme linked (enzyme linke

30、d receptor)receptor)這類受體傳導(dǎo)的信號(hào)主要與細(xì)胞生長(zhǎng)、這類受體傳導(dǎo)的信號(hào)主要與細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂有關(guān)。分裂有關(guān)。酶聯(lián)受體結(jié)構(gòu)：酶聯(lián)受體結(jié)構(gòu)：與配體結(jié)合的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域；與配體結(jié)合的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域； 膜內(nèi)部分具有酶或與酶有關(guān)的結(jié)構(gòu)域；膜內(nèi)部分具有酶或與酶有關(guān)的結(jié)構(gòu)域；單次跨膜結(jié)構(gòu)域。單次跨膜結(jié)構(gòu)域。酶酶聯(lián)聯(lián)受受體體的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)酶聯(lián)受體的種類酶聯(lián)受體的種類受體酪氨酸激酶受體酪氨酸激酶 (Receptor tyrosine kinase)；表皮表皮生長(zhǎng)因子受體生長(zhǎng)因子受體(Epidermal growth factor, EGF); (Epidermal growth factor, E

31、GF); 胰島素受胰島素受體體(insulin receptor)(insulin receptor) 受體鳥苷環(huán)化酶受體鳥苷環(huán)化酶 (Receptor guanylyl cyclase)；受體酪氨酸磷酸酶受體酪氨酸磷酸酶 (Receptor of tyrosine phophatase); 受體絲氨酸受體絲氨酸/蘇氨酸激酶蘇氨酸激酶 (Receptor serine/threonine kinase);酪氨酸激酶偶聯(lián)受體酪氨酸激酶偶聯(lián)受體(tyrosine kinase-linked receptors): 。酪氨酸蛋白激酶的激活酪氨酸蛋白激酶的激活酪氨酸蛋白激酶的激活酪氨酸蛋白激酶的激活表

32、皮生長(zhǎng)因子受體表皮生長(zhǎng)因子受體(Epidermal growth factor, EGF); 胰島素受體胰島素受體(insulin receptor)(insulin receptor) 。種類：種類：60胰胰島島素素受受體體與與信信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo) 亞基亞基接受、識(shí)接受、識(shí)別胰島素；別胰島素； 導(dǎo)致導(dǎo)致 亞基構(gòu)象改亞基構(gòu)象改變，激活其變，激活其酪氨酸酪氨酸蛋白激酶活性；蛋白激酶活性； 酪氨酸殘基自磷酪氨酸殘基自磷酸化；酸化； 進(jìn)一步，胰島素進(jìn)一步，胰島素受體基質(zhì)受體基質(zhì)(IRS)的酪的酪氨酸殘基被磷酸化氨酸殘基被磷酸化61胰島胰島素受素受體與體與信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)IRS被胰島素受體磷被胰島素受體磷酸化以后，可作為一酸化以后，可作為一塊塊“磁鐵磁鐵”，同那些，同那些具有具有S