細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)ppt課件

1、第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1;. 對(duì)多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，各個(gè)細(xì)胞并不是孤立存在的，而是生物體的構(gòu)成成員；生物體對(duì)多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，各個(gè)細(xì)胞并不是孤立存在的，而是生物體的構(gòu)成成員；生物體的生命活動(dòng)的有序性是靠各個(gè)細(xì)胞的有序協(xié)調(diào)活動(dòng)來(lái)完成的，而細(xì)胞間的協(xié)調(diào)活動(dòng)依的生命活動(dòng)的有序性是靠各個(gè)細(xì)胞的有序協(xié)調(diào)活動(dòng)來(lái)完成的，而細(xì)胞間的協(xié)調(diào)活動(dòng)依賴于細(xì)胞間的信息交流。賴于細(xì)胞間的信息交流。 間隙銜接和胞間連絲在相鄰細(xì)胞間的通訊，但個(gè)體中的大部分細(xì)胞并不是直接相間隙銜接和胞間連絲在相鄰細(xì)胞間的通訊，但個(gè)體中的大部分細(xì)胞并不是直接相連，多細(xì)胞生物中還存在經(jīng)過(guò)信號(hào)分子進(jìn)展信息交流的方式。連，多細(xì)胞生物中還存在經(jīng)

2、過(guò)信號(hào)分子進(jìn)展信息交流的方式。2 信號(hào)細(xì)胞信號(hào)細(xì)胞(signaling cell)：能產(chǎn)生信號(hào)分子的細(xì)胞。：能產(chǎn)生信號(hào)分子的細(xì)胞。靶細(xì)胞靶細(xì)胞(target cell)：遭到信號(hào)分子的作用發(fā)生反響的細(xì)胞。：遭到信號(hào)分子的作用發(fā)生反響的細(xì)胞。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)：靶細(xì)胞依托受體識(shí)別專注的細(xì)胞外信號(hào)分子，并把細(xì)胞外：靶細(xì)胞依托受體識(shí)別專注的細(xì)胞外信號(hào)分子，并把細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)，這一轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)，這一轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子經(jīng)連鎖級(jí)聯(lián)反響，進(jìn)展細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送，引起細(xì)胞發(fā)生反響。細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子經(jīng)連鎖級(jí)聯(lián)反響，

3、進(jìn)展細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送，引起細(xì)胞發(fā)生反響。3靶細(xì)胞受體蛋白的多樣性靶細(xì)胞受體蛋白的多樣性: :存在于質(zhì)膜上，識(shí)別的分子是親水性的；占多數(shù)。存在于質(zhì)膜上，識(shí)別的分子是親水性的；占多數(shù)。存在于胞內(nèi)，識(shí)別的分子是疏水性的。存在于胞內(nèi)，識(shí)別的分子是疏水性的。不同的受體蛋白可與不同的信號(hào)分子發(fā)生結(jié)合，具有專注性。不同的受體蛋白可與不同的信號(hào)分子發(fā)生結(jié)合，具有專注性。4第一節(jié)第一節(jié) 信號(hào)細(xì)胞與靶細(xì)胞信號(hào)細(xì)胞與靶細(xì)胞一、信號(hào)分子與信號(hào)細(xì)胞一、信號(hào)分子與信號(hào)細(xì)胞信號(hào)細(xì)胞經(jīng)過(guò)外排分泌和穿膜分散釋放出信號(hào)分子。有的信號(hào)分子可對(duì)遠(yuǎn)間隔的靶細(xì)胞發(fā)生信號(hào)細(xì)胞經(jīng)過(guò)外排分泌和穿膜分散釋放出信號(hào)分子。有的信號(hào)分子可對(duì)遠(yuǎn)間隔的靶細(xì)

4、胞發(fā)生作用；有的信號(hào)分子在釋放后仍結(jié)合在信號(hào)細(xì)胞外表，只能影響與之接觸的細(xì)胞，甚至作用；有的信號(hào)分子在釋放后仍結(jié)合在信號(hào)細(xì)胞外表，只能影響與之接觸的細(xì)胞，甚至信號(hào)細(xì)胞本身。信號(hào)細(xì)胞本身。5信號(hào)分子按作用性質(zhì)分類：信號(hào)分子按作用性質(zhì)分類：1 1、旁分泌信號(hào)：信號(hào)細(xì)胞分泌的信號(hào)分子分散不太遠(yuǎn)，只能影響周圍近鄰細(xì)胞，很快被、旁分泌信號(hào)：信號(hào)細(xì)胞分泌的信號(hào)分子分散不太遠(yuǎn)，只能影響周圍近鄰細(xì)胞，很快被近鄰細(xì)胞所獲取或破壞。近鄰細(xì)胞所獲取或破壞。2 2、突觸信號(hào)：神經(jīng)末梢與另一神經(jīng)元或肌肉細(xì)胞之間建有特殊銜接，稱為突觸，神經(jīng)末、突觸信號(hào)：神經(jīng)末梢與另一神經(jīng)元或肌肉細(xì)胞之間建有特殊銜接，稱為突觸，神經(jīng)末梢分

5、泌神經(jīng)遞質(zhì)，作用于突觸后靶細(xì)胞，傳送信號(hào)。梢分泌神經(jīng)遞質(zhì)，作用于突觸后靶細(xì)胞，傳送信號(hào)。63 3、內(nèi)分泌信號(hào)：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的信號(hào)分子稱為激素，可遠(yuǎn)間隔傳播，隨著血液動(dòng)物、內(nèi)分泌信號(hào)：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的信號(hào)分子稱為激素，可遠(yuǎn)間隔傳播，隨著血液動(dòng)物或汁液植物分布全身，由于信號(hào)分子被體液高度稀釋，故僅需很低的濃度就能對(duì)靶或汁液植物分布全身，由于信號(hào)分子被體液高度稀釋，故僅需很低的濃度就能對(duì)靶細(xì)胞起作用。細(xì)胞起作用。4 4、自分泌信號(hào)：細(xì)胞分泌的信號(hào)分子只作用于同種細(xì)胞，甚至同本身的受體結(jié)合引起反、自分泌信號(hào)：細(xì)胞分泌的信號(hào)分子只作用于同種細(xì)胞，甚至同本身的受體結(jié)合引起反響，分泌信號(hào)分子的細(xì)胞既是信號(hào)

6、細(xì)胞，也是靶細(xì)胞。響，分泌信號(hào)分子的細(xì)胞既是信號(hào)細(xì)胞，也是靶細(xì)胞。常見(jiàn)于病理?xiàng)l件下，例如：腫瘤細(xì)胞常見(jiàn)于病理?xiàng)l件下，例如：腫瘤細(xì)胞, ,在同種細(xì)胞群體中，可產(chǎn)生彼此促進(jìn)的在同種細(xì)胞群體中，可產(chǎn)生彼此促進(jìn)的“集團(tuán)效應(yīng)集團(tuán)效應(yīng)78二、靶細(xì)胞二、靶細(xì)胞信號(hào)分子作用的效應(yīng)細(xì)胞信號(hào)分子作用的效應(yīng)細(xì)胞靶細(xì)胞反響過(guò)程的特征：靶細(xì)胞反響過(guò)程的特征：一專注識(shí)別信號(hào)一專注識(shí)別信號(hào) 細(xì)胞按發(fā)育編程，在不同的分化階段，分別與專注的信號(hào)分子識(shí)別結(jié)細(xì)胞按發(fā)育編程，在不同的分化階段，分別與專注的信號(hào)分子識(shí)別結(jié)合。如在分化過(guò)程中有的細(xì)胞只對(duì)分化信號(hào)起反響，有的只對(duì)增殖信號(hào)起反響，也有的合。如在分化過(guò)程中有的細(xì)胞只對(duì)分化信號(hào)起

7、反響，有的只對(duì)增殖信號(hào)起反響，也有的只對(duì)其它信號(hào)起反響。只對(duì)其它信號(hào)起反響。二反響差別二反響差別 一種信號(hào)分子對(duì)不同的靶細(xì)胞常有不同的效應(yīng)。這是由于一種信號(hào)分子對(duì)不同的靶細(xì)胞常有不同的效應(yīng)。這是由于1 1細(xì)胞外表受體細(xì)胞外表受體組合不同，組合不同，2 2細(xì)胞內(nèi)的安裝對(duì)接納的信息在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展不同的整合和譯解。如乙酰膽堿細(xì)胞內(nèi)的安裝對(duì)接納的信息在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展不同的整合和譯解。如乙酰膽堿刺激骨骼肌收縮，但降低心肌的收縮頻率和收縮力。刺激骨骼肌收縮，但降低心肌的收縮頻率和收縮力。9三靶細(xì)胞中的受體三靶細(xì)胞中的受體 信號(hào)傳送的第一步就是信號(hào)分子配體與靶細(xì)胞受體的結(jié)合，受體起靶細(xì)胞天線信號(hào)傳送的第一步就是信

8、號(hào)分子配體與靶細(xì)胞受體的結(jié)合，受體起靶細(xì)胞天線的作用。的作用。 受體是可以識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體信號(hào)分子的特殊蛋白質(zhì)，多為糖蛋白，受體是可以識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體信號(hào)分子的特殊蛋白質(zhì)，多為糖蛋白，至少包括兩個(gè)功能區(qū)域：配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。至少包括兩個(gè)功能區(qū)域：配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。 受體的特征：特異性；飽和性；高親和力。受體的特征：特異性；飽和性；高親和力。 根據(jù)受體在靶細(xì)胞中的存在部位分為兩類：根據(jù)受體在靶細(xì)胞中的存在部位分為兩類： a.細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞內(nèi)受體 b.細(xì)胞外表受體細(xì)胞外表受體10細(xì)胞外表受體和細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞外表受體和細(xì)胞內(nèi)受體親水性親水性111 1、胞內(nèi)受體

9、、胞內(nèi)受體受體位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或核中受體位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或核中疏水性信號(hào)分子疏水性信號(hào)分子 類固醇、甲狀腺激素、類視黃素、維生素類固醇、甲狀腺激素、類視黃素、維生素D D、皮質(zhì)醇等、皮質(zhì)醇等信號(hào)可穿越質(zhì)膜進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)可穿越質(zhì)膜進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)與胞內(nèi)受體結(jié)合激活受體信號(hào)與胞內(nèi)受體結(jié)合激活受體激活的受體分子構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)激活的受體分子構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)與細(xì)胞核中與細(xì)胞核中DNADNA結(jié)合激活或抑制基因轉(zhuǎn)錄結(jié)合激活或抑制基因轉(zhuǎn)錄 激活基因轉(zhuǎn)錄通常分兩步進(jìn)展：激活基因轉(zhuǎn)錄通常分兩步進(jìn)展：a.a.初級(jí)反響：直接誘導(dǎo)少數(shù)專注基因轉(zhuǎn)錄初級(jí)反響：直接誘導(dǎo)少數(shù)專注基因轉(zhuǎn)錄b.b.次級(jí)反響：初級(jí)反響的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物激活

10、其它基因次級(jí)反響：初級(jí)反響的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物激活其它基因122 2、外表受體蛋白、外表受體蛋白親水性信號(hào)分子都與細(xì)胞的外表受體結(jié)合發(fā)揚(yáng)作用親水性信號(hào)分子都與細(xì)胞的外表受體結(jié)合發(fā)揚(yáng)作用神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白質(zhì)激素、生長(zhǎng)因子等神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白質(zhì)激素、生長(zhǎng)因子等受體為跨膜整合蛋白受體為跨膜整合蛋白配體結(jié)合部位位于質(zhì)膜外外表配體結(jié)合部位位于質(zhì)膜外外表細(xì)胞外信號(hào)經(jīng)過(guò)這些外表受體轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)或幾個(gè)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，引起靶細(xì)胞反響細(xì)胞外信號(hào)經(jīng)過(guò)這些外表受體轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)或幾個(gè)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，引起靶細(xì)胞反響這些細(xì)胞外表受體又稱信號(hào)轉(zhuǎn)換器這些細(xì)胞外表受體又稱信號(hào)轉(zhuǎn)換器13細(xì)胞外表受體根據(jù)傳導(dǎo)機(jī)制不同分三類：細(xì)胞外表受體根據(jù)傳導(dǎo)機(jī)制不同分三類：1

11、離子通道關(guān)聯(lián)受體遞質(zhì)門控離子通道離子通道關(guān)聯(lián)受體遞質(zhì)門控離子通道受體是多次穿膜的蛋白質(zhì)，與電興奮細(xì)胞間突觸信號(hào)的快速傳送有關(guān)。受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后受體是多次穿膜的蛋白質(zhì)，與電興奮細(xì)胞間突觸信號(hào)的快速傳送有關(guān)。受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)，通道瞬時(shí)翻開(kāi)或封鎖，改動(dòng)了質(zhì)膜的離子透性，使突觸后細(xì)胞發(fā)生興奮。構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)，通道瞬時(shí)翻開(kāi)或封鎖，改動(dòng)了質(zhì)膜的離子透性，使突觸后細(xì)胞發(fā)生興奮。142 2G G蛋白關(guān)聯(lián)受體蛋白關(guān)聯(lián)受體可間接調(diào)理結(jié)合在質(zhì)膜上的靶蛋白的活性，靶蛋白是一種酶或離子通道。其特點(diǎn)是在受體與靶可間接調(diào)理結(jié)合在質(zhì)膜上的靶蛋白的活性，靶蛋白是一種酶或離子通道。其特點(diǎn)是在受體與靶蛋白之間有第

12、三種蛋白質(zhì)：蛋白之間有第三種蛋白質(zhì)：G G蛋白蛋白三體三體GTPGTP結(jié)合調(diào)理蛋白。結(jié)合調(diào)理蛋白。G G蛋白耦聯(lián)型受體為蛋白耦聯(lián)型受體為7 7次次跨膜蛋白跨膜蛋白 153酶關(guān)聯(lián)受體酶關(guān)聯(lián)受體受體多為一次穿膜的蛋白質(zhì)，本身具酶的性質(zhì)，或與酶結(jié)合在一同。受體外端具有配體結(jié)合部受體多為一次穿膜的蛋白質(zhì)，本身具酶的性質(zhì)，或與酶結(jié)合在一同。受體外端具有配體結(jié)合部位，內(nèi)端為催化部位。多為蛋白激酶或與蛋白激酶結(jié)合在一同。被激活后，可使靶細(xì)胞中位，內(nèi)端為催化部位。多為蛋白激酶或與蛋白激酶結(jié)合在一同。被激活后，可使靶細(xì)胞中專注的一組蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化。專注的一組蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化。 如有些跨膜受體為蛋白酪氨酸激酶，

13、由細(xì)胞外配體結(jié)合區(qū)、穿膜區(qū)、細(xì)胞質(zhì)區(qū)三部分構(gòu)成。如有些跨膜受體為蛋白酪氨酸激酶，由細(xì)胞外配體結(jié)合區(qū)、穿膜區(qū)、細(xì)胞質(zhì)區(qū)三部分構(gòu)成。細(xì)胞質(zhì)區(qū)含有催化中心和調(diào)理序列。細(xì)胞質(zhì)區(qū)含有催化中心和調(diào)理序列。16第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送的根本原理細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送的根本原理一、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送的級(jí)聯(lián)反響一、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送的級(jí)聯(lián)反響 細(xì)胞外信號(hào)分子并不是直接對(duì)基因活動(dòng)發(fā)生作用，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)雜的反響過(guò)細(xì)胞外信號(hào)分子并不是直接對(duì)基因活動(dòng)發(fā)生作用，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)雜的反響過(guò)程。程。 信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響：靶細(xì)胞的受體與信號(hào)分子專注性結(jié)合后，受體被激活，將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響：靶細(xì)胞的受體與信號(hào)分子專注性結(jié)合后，

14、受體被激活，將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)，最后信號(hào)被傳送到核，調(diào)控專注基因的表達(dá)，在這個(gè)過(guò)程中，涉及一系列換為胞內(nèi)信號(hào)，最后信號(hào)被傳送到核，調(diào)控專注基因的表達(dá)，在這個(gè)過(guò)程中，涉及一系列信號(hào)傳送蛋白，象階梯一樣閱歷一環(huán)扣一環(huán)的連鎖中繼步驟，這種方式傳送信號(hào)的連鎖稱信號(hào)傳送蛋白，象階梯一樣閱歷一環(huán)扣一環(huán)的連鎖中繼步驟，這種方式傳送信號(hào)的連鎖稱為信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響。為信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響。171 1、構(gòu)成信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響鏈的蛋白種類：、構(gòu)成信號(hào)傳送級(jí)聯(lián)反響鏈的蛋白種類：1 1可被蛋白激酶磷酸化的蛋白；可被蛋白激酶磷酸化的蛋白；2 2在信號(hào)誘導(dǎo)下同在信號(hào)誘導(dǎo)下同GTPGTP結(jié)合的蛋白。結(jié)合的蛋白。 這兩類蛋白

15、被激活時(shí)，至少獲得一個(gè)磷酸基團(tuán)，失活時(shí)去磷酸基團(tuán)。這些蛋白這兩類蛋白被激活時(shí)，至少獲得一個(gè)磷酸基團(tuán)，失活時(shí)去磷酸基團(tuán)。這些蛋白被激活可使磷酸化級(jí)聯(lián)反響鏈中的下游蛋白磷酸化。被激活可使磷酸化級(jí)聯(lián)反響鏈中的下游蛋白磷酸化。182 2、參與磷酸化級(jí)聯(lián)反響的蛋白激酶種類：、參與磷酸化級(jí)聯(lián)反響的蛋白激酶種類：1 1絲氨酸絲氨酸/ /蘇氨酸激酶蘇氨酸激酶可催化蛋白中的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化可催化蛋白中的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化2 2酪氨酸激酶酪氨酸激酶可催化蛋白中的酪氨酸磷酸化可催化蛋白中的酪氨酸磷酸化 蛋白激酶是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶，其作用是將核苷酸蛋白激酶是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶，其作用是將核苷酸 的的 磷酸基轉(zhuǎn)移終究物

16、特定的氨基磷酸基轉(zhuǎn)移終究物特定的氨基酸殘基上，使蛋白質(zhì)磷酸化。酸殘基上，使蛋白質(zhì)磷酸化。19蛋白激酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的主要作用有兩個(gè)方面：蛋白激酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的主要作用有兩個(gè)方面：A.A.經(jīng)過(guò)磷酸化調(diào)理蛋白質(zhì)的活性，磷酸化和去磷酸化是絕大多數(shù)信號(hào)通路組分可逆激活的共同機(jī)經(jīng)過(guò)磷酸化調(diào)理蛋白質(zhì)的活性，磷酸化和去磷酸化是絕大多數(shù)信號(hào)通路組分可逆激活的共同機(jī)制，有些蛋白質(zhì)在磷酸化后具有活性，有些那么在去磷酸化后具有活性；制，有些蛋白質(zhì)在磷酸化后具有活性，有些那么在去磷酸化后具有活性；( (信號(hào)分子活性調(diào)理信號(hào)分子活性調(diào)理B.B.經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)的逐級(jí)磷酸化，使信號(hào)逐級(jí)放大，引起細(xì)胞反響。信號(hào)放大經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)的逐級(jí)

17、磷酸化，使信號(hào)逐級(jí)放大，引起細(xì)胞反響。信號(hào)放大 20二、細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外信號(hào)反響的不同速率二、細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外信號(hào)反響的不同速率快速反響快速反響激活的蛋白質(zhì)激酶催化胞內(nèi)蛋白質(zhì)的磷酸化激活的蛋白質(zhì)激酶催化胞內(nèi)蛋白質(zhì)的磷酸化SerSer或或ThrThr磷酸化，從而產(chǎn)生細(xì)胞反響磷酸化，從而產(chǎn)生細(xì)胞反響不同種類的細(xì)胞，磷酸化的靶蛋白組不同，細(xì)胞效應(yīng)不同。不同種類的細(xì)胞，磷酸化的靶蛋白組不同，細(xì)胞效應(yīng)不同。經(jīng)過(guò)磷酸化級(jí)聯(lián)反響鏈進(jìn)展，不涉及基因表達(dá)。經(jīng)過(guò)磷酸化級(jí)聯(lián)反響鏈進(jìn)展，不涉及基因表達(dá)。慢速反響慢速反響信號(hào)傳送最終引起專注基因表達(dá)信號(hào)傳送最終引起專注基因表達(dá)慢速反響普通步驟慢速反響普通步驟激素激素受體受體GG

18、蛋白蛋白腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶cAMPcAMPcAMPcAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶AA基因調(diào)理蛋白磷酸基因調(diào)理蛋白磷酸化化基因表達(dá)?；虮磉_(dá)。21第三節(jié)第三節(jié) G G蛋白關(guān)聯(lián)受體與蛋白關(guān)聯(lián)受體與G G蛋白蛋白 一、一、G G蛋白的構(gòu)造和活性變化蛋白的構(gòu)造和活性變化 G G蛋白是蛋白是GTPGTP結(jié)合蛋白，主要分為兩類：異三體結(jié)合蛋白，主要分為兩類：異三體G G蛋白和小的胞質(zhì)蛋白和小的胞質(zhì)G G蛋白。異三體蛋白。異三體G G蛋白和蛋白和7 7次跨膜受體結(jié)合參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。次跨膜受體結(jié)合參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。1 1、異三體、異三體G G蛋白的構(gòu)造蛋白的構(gòu)造三個(gè)亞基組成，三個(gè)亞基組成， 亞基

19、具有亞基具有GTPGTP酶活性，不受刺激時(shí)無(wú)活性。酶活性，不受刺激時(shí)無(wú)活性。配體配體+ +受體受體 受體激活受體激活 G G蛋白蛋白+ +激活的受體激活的受體 G G蛋白激活蛋白激活222、GTP和和GDP對(duì)對(duì)G蛋白活性的影響蛋白活性的影響結(jié)合結(jié)合GTP時(shí)處于活性外形，結(jié)合時(shí)處于活性外形，結(jié)合GDP時(shí)處于失活外形。時(shí)處于失活外形。激活，激活，亞基與亞基與復(fù)合物分別，沿質(zhì)膜內(nèi)外表散開(kāi)，分別與各自靶蛋白結(jié)合。復(fù)合物分別，沿質(zhì)膜內(nèi)外表散開(kāi)，分別與各自靶蛋白結(jié)合。233 3、G G蛋白激活靶蛋白的作用機(jī)制蛋白激活靶蛋白的作用機(jī)制G G蛋白蛋白亞基具有亞基具有GTPGTP酶活性，酶活性，亞基與其靶蛋白相

20、互作用后，幾秒鐘后把亞基與其靶蛋白相互作用后，幾秒鐘后把GTPGTP水解成了水解成了GDPGDP，亞基便與亞基便與復(fù)合物重新結(jié)合成無(wú)活性的復(fù)合物重新結(jié)合成無(wú)活性的G G蛋白，信號(hào)封鎖。蛋白，信號(hào)封鎖。244 4、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中G G蛋白活性變化過(guò)程蛋白活性變化過(guò)程1 1受體激活：配體受體激活：配體+ +受體受體受體激活，構(gòu)象改動(dòng)受體激活，構(gòu)象改動(dòng)與與G G蛋白結(jié)合的部位暴顯露來(lái)蛋白結(jié)合的部位暴顯露來(lái)- G- G蛋白蛋白- -配配體體- -受體復(fù)合物構(gòu)成受體復(fù)合物構(gòu)成- G- G蛋白與蛋白與GDPGDP的結(jié)合力減弱。的結(jié)合力減弱。2 2G G蛋白激活蛋白激活: GDP: GDP從從亞基上

21、脫離下來(lái)亞基上脫離下來(lái)GTPGTP結(jié)合上去，結(jié)合上去， G G蛋白激活蛋白激活- - 亞基與亞基與復(fù)合復(fù)合物解離物解離激活的激活的亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合-腺苷酸環(huán)化酶被激活。腺苷酸環(huán)化酶被激活。3 3G G蛋白復(fù)原失活：蛋白復(fù)原失活： 亞基具有亞基具有GTPGTP酶活性，水解與其結(jié)合的酶活性，水解與其結(jié)合的GTP- GTP- 亞基回復(fù)原構(gòu)象，與亞基回復(fù)原構(gòu)象，與腺苷酸環(huán)化酶分別腺苷酸環(huán)化酶分別- - 亞基與亞基與復(fù)合物結(jié)合，腺苷酸環(huán)化酶失活。復(fù)合物結(jié)合，腺苷酸環(huán)化酶失活。2526275 5、刺激性、刺激性G G蛋白和抑制性蛋白和抑制性G G蛋白蛋白GsGs和和GiGiG

22、G蛋白激活后有激活酶蛋白的才干蛋白激活后有激活酶蛋白的才干刺激性刺激性G G蛋白，簡(jiǎn)稱蛋白，簡(jiǎn)稱Gs Gs 蛋白；蛋白；G G蛋白激活后對(duì)腺苷酸環(huán)化酶有抑制造用的蛋白激活后對(duì)腺苷酸環(huán)化酶有抑制造用的G G蛋白蛋白抑制性抑制性G G蛋白，簡(jiǎn)稱蛋白，簡(jiǎn)稱Gi Gi 蛋白。蛋白。 二者二者亞基不同，可與不同的受體反響。亞基不同，可與不同的受體反響。28二、二、 G G蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的功能蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的功能一調(diào)理離子通道，如鉀離子通道一調(diào)理離子通道，如鉀離子通道 神經(jīng)纖維釋放乙酰膽堿神經(jīng)纖維釋放乙酰膽堿+ +心肌的心肌的G G蛋白關(guān)聯(lián)受體蛋白關(guān)聯(lián)受體 G G蛋白分解成蛋白分解成亞基、亞基、復(fù)合物

23、復(fù)合物 復(fù)合物復(fù)合物+ K+ K+通道蛋白通道蛋白 通道構(gòu)象改動(dòng)，通道構(gòu)象改動(dòng)，K+K+進(jìn)入細(xì)胞，改動(dòng)了心肌膜電位，心肌收進(jìn)入細(xì)胞，改動(dòng)了心肌膜電位，心肌收縮減緩縮減緩 亞基將亞基將GTPGTP水解為水解為GDPGDP，失活后與，失活后與復(fù)合物重新結(jié)合成無(wú)活性的復(fù)合物重新結(jié)合成無(wú)活性的G G蛋白，蛋白，K+K+通道封鎖。通道封鎖。29二激活腺苷酸環(huán)化酶二激活腺苷酸環(huán)化酶許多細(xì)胞外信號(hào)分子主要經(jīng)過(guò)改動(dòng)腺苷酸環(huán)化酶的活性來(lái)調(diào)控許多細(xì)胞外信號(hào)分子主要經(jīng)過(guò)改動(dòng)腺苷酸環(huán)化酶的活性來(lái)調(diào)控cAMP的含量程度，是被的含量程度，是被G蛋蛋白激活的最常見(jiàn)的膜結(jié)合酶。白激活的最常見(jiàn)的膜結(jié)合酶。腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化

24、酶Adenylyl cyclase：是分子量為：是分子量為150KD的糖蛋白，跨膜的糖蛋白，跨膜12次。在次。在Mg2+或或Mn2+的存在下，腺苷酸環(huán)化酶催化的存在下，腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成生成cAMP 。cAMP在胞質(zhì)濃度的改動(dòng)，可引起細(xì)胞的反響，進(jìn)而經(jīng)過(guò)一系列的級(jí)聯(lián)反響，調(diào)控基因表達(dá)。在胞質(zhì)濃度的改動(dòng)，可引起細(xì)胞的反響，進(jìn)而經(jīng)過(guò)一系列的級(jí)聯(lián)反響，調(diào)控基因表達(dá)。3031三激活磷脂酶三激活磷脂酶C- PLCC- PLC32三、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送與第二信使三、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送與第二信使 G蛋白關(guān)聯(lián)受體激活的級(jí)聯(lián)反響中涉及一種或幾種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送小分子，稱為第二信蛋白關(guān)聯(lián)受體激活的級(jí)聯(lián)反響中涉及一種

25、或幾種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送小分子，稱為第二信使，它們是細(xì)胞遭到胞外信號(hào)刺激后在胞質(zhì)中產(chǎn)生的，經(jīng)分散將信號(hào)放大。使，它們是細(xì)胞遭到胞外信號(hào)刺激后在胞質(zhì)中產(chǎn)生的，經(jīng)分散將信號(hào)放大。 常見(jiàn)的第二信使：常見(jiàn)的第二信使： cAMP、鈣離子、鈣離子、IP3肌醇三磷酸、肌醇三磷酸、DAG二酰甘油等二酰甘油等33一一cAMPcAMP信號(hào)傳送途徑信號(hào)傳送途徑 1 1細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)cAMPcAMP濃度升高所起的作用：濃度升高所起的作用： a. a.引起糖原降解，應(yīng)付細(xì)胞對(duì)能量的需求。引起糖原降解，應(yīng)付細(xì)胞對(duì)能量的需求。 b. b.激活特定基因的轉(zhuǎn)錄，合成所需的新蛋白。激活特定基因的轉(zhuǎn)錄，合成所需的新蛋白。34無(wú)活性的磷酸

26、化酶激酶cAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶A352 2cAMPcAMP發(fā)生作用的過(guò)程：發(fā)生作用的過(guò)程：cAMPcAMP依賴蛋白質(zhì)激酶依賴蛋白質(zhì)激酶AA激酶激酶PKAPKA。cAMPcAMP結(jié)合結(jié)合PKAPKA，引起構(gòu)象變化而被激活，引起構(gòu)象變化而被激活下游蛋白的絲氨酸下游蛋白的絲氨酸/ /蘇氨酸磷酸化蘇氨酸磷酸化激活基因激活基因調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白基因表達(dá)。基因表達(dá)。36cAMP信號(hào)信號(hào)與基因表達(dá)與基因表達(dá) cAMP cAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶A A的催化的催化亞基進(jìn)入細(xì)胞核亞基進(jìn)入細(xì)胞核 cAMP cAMP結(jié)合結(jié)合PKAPKA的調(diào)理亞基，的調(diào)理亞基，引起構(gòu)象變化而被激活引起構(gòu)象變化而

27、被激活PKAPKA催化亞基磷酸化催化亞基磷酸化轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子CREBCREB 磷酸化的轉(zhuǎn)錄因子磷酸化的轉(zhuǎn)錄因子CREBCREB結(jié)結(jié)合到含有合到含有CRECRE序列的靶序列的靶基因，調(diào)控基因表達(dá)?；颍{(diào)控基因表達(dá)。37二細(xì)胞內(nèi)的鈣信號(hào)傳送途徑二細(xì)胞內(nèi)的鈣信號(hào)傳送途徑 胞外和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的鈣離子濃度顯著高于基質(zhì)中的，即鈣離子在質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜兩側(cè)胞外和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的鈣離子濃度顯著高于基質(zhì)中的，即鈣離子在質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜兩側(cè)存在跨膜濃度梯度。膜上存在鈣離子通道，一旦翻開(kāi)，胞質(zhì)中鈣離子的濃度會(huì)迅速升高，存在跨膜濃度梯度。膜上存在鈣離子通道，一旦翻開(kāi)，胞質(zhì)中鈣離子的濃度會(huì)迅速升高，引發(fā)鈣反響蛋白的變化，這種

28、鈣反響蛋白稱為鈣調(diào)蛋白或鈣調(diào)素，可與引發(fā)鈣反響蛋白的變化，這種鈣反響蛋白稱為鈣調(diào)蛋白或鈣調(diào)素，可與4 4個(gè)鈣離子結(jié)合。個(gè)鈣離子結(jié)合。381 1鈣離子產(chǎn)生調(diào)控作用的兩種根本過(guò)程鈣離子產(chǎn)生調(diào)控作用的兩種根本過(guò)程1 1鈣離子與鈣調(diào)素結(jié)合鈣離子與鈣調(diào)素結(jié)合, ,無(wú)活性，但可與別構(gòu)的靶蛋白結(jié)合，改動(dòng)靶蛋白的活性，如鈣泵。無(wú)活性，但可與別構(gòu)的靶蛋白結(jié)合，改動(dòng)靶蛋白的活性，如鈣泵。直接作用方式直接作用方式2 2鈣離子與鈣調(diào)素結(jié)合鈣離子與鈣調(diào)素結(jié)合激活鈣離子激活鈣離子/ /鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶使下游蛋白或本身磷酸化使下游蛋白或本身磷酸化產(chǎn)生生理效應(yīng)間接作用方式。產(chǎn)生生理效應(yīng)間接作用方式。3

29、92 2、cAMPcAMP途徑與鈣離子途徑之間的交互作用途徑與鈣離子途徑之間的交互作用1 1與與cAMPcAMP合成和降解有關(guān)的酶可遭到鈣離子合成和降解有關(guān)的酶可遭到鈣離子/ /鈣調(diào)素復(fù)合物的調(diào)理，反過(guò)來(lái)，鈣調(diào)素復(fù)合物的調(diào)理，反過(guò)來(lái)，PKAPKA也經(jīng)過(guò)磷也經(jīng)過(guò)磷酸化調(diào)理影響鈣通道和鈣泵的活性。酸化調(diào)理影響鈣通道和鈣泵的活性。2 2直接受鈣離子和直接受鈣離子和cAMPcAMP調(diào)理的酶可相互影響，一些調(diào)理的酶可相互影響，一些CaMCaM激酶可被激酶可被PKAPKA磷酸化。磷酸化。3 3PKAPKA和鈣離子和鈣離子/ /鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶(CaM-(CaM-激酶激酶) )可以使

30、同一種蛋白的不同位點(diǎn)發(fā)生磷酸可以使同一種蛋白的不同位點(diǎn)發(fā)生磷酸化。化。40三磷脂酰肌醇信號(hào)傳送途徑三磷脂酰肌醇信號(hào)傳送途徑 1 1、IP3IP3和和DAGDAGDGDG第二信使的產(chǎn)生：第二信使的產(chǎn)生：質(zhì)膜脂雙層的內(nèi)層中有磷脂酰肌醇質(zhì)膜脂雙層的內(nèi)層中有磷脂酰肌醇PIPI的兩個(gè)磷酸化衍生物：的兩個(gè)磷酸化衍生物： PIP PIP，PIP2PIP241 在磷脂酰肌醇信號(hào)通路中，胞外信號(hào)分子與細(xì)胞外表在磷脂酰肌醇信號(hào)通路中，胞外信號(hào)分子與細(xì)胞外表G G蛋白耦聯(lián)型受體結(jié)合，激活蛋白耦聯(lián)型受體結(jié)合，激活質(zhì)膜上的磷脂酶質(zhì)膜上的磷脂酶C CPLC-PLC-，使質(zhì)膜上，使質(zhì)膜上4 4，5-5-二磷酸磷脂酰肌醇二磷

31、酸磷脂酰肌醇PIP2PIP2水解成水解成1 1，4 4，5-5-三磷酸肌醇三磷酸肌醇IP3IP3和二?；视秃投；视虳AGDAG兩個(gè)第二信使，胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)，兩個(gè)第二信使，胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)，這一信號(hào)系統(tǒng)又稱為這一信號(hào)系統(tǒng)又稱為“雙信使系統(tǒng)雙信使系統(tǒng)double messenger systemdouble messenger system。42磷脂酰肌醇途徑磷脂酰肌醇途徑 Mimicked byMimicked byionomycin ionomycin 432 2、磷脂酶、磷脂酶C C激活的信號(hào)傳送途徑：激活的信號(hào)傳送途徑： IP3 IP3的作用：提高胞質(zhì)中的作用：提高胞質(zhì)

32、中Ca2+Ca2+濃度濃度 DAG DAG的作用：激活蛋白激酶的作用：激活蛋白激酶C C。3 3、激活的、激活的PKCPKC經(jīng)過(guò)兩條途徑促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄經(jīng)過(guò)兩條途徑促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄1 1激活一條蛋白激酶級(jí)聯(lián)反響鏈，使可與激活一條蛋白激酶級(jí)聯(lián)反響鏈，使可與DNADNA結(jié)合的調(diào)理蛋白磷酸化而被激活，促進(jìn)專注結(jié)合的調(diào)理蛋白磷酸化而被激活，促進(jìn)專注基因轉(zhuǎn)錄?；蜣D(zhuǎn)錄。2 2PKCPKC的激活催化抑制蛋白的磷酸化，使原先在胞質(zhì)中與抑制蛋白結(jié)合的基因調(diào)理蛋白釋的激活催化抑制蛋白的磷酸化，使原先在胞質(zhì)中與抑制蛋白結(jié)合的基因調(diào)理蛋白釋放，基因調(diào)理蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，刺激專注基因轉(zhuǎn)錄。放，基因調(diào)理蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，刺激專注基

33、因轉(zhuǎn)錄。4445過(guò)程過(guò)程 信號(hào)分子信號(hào)分子+ +受體受體GG蛋白蛋白* *磷酸二脂酶磷酸二脂酶CPIP2CPIP2降解降解PIP2 PIP2 降解產(chǎn)物降解產(chǎn)物 1,4,51,4,5三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)(IP3) 二?；视投；视?DAG)(DAG)* *IP3IP3和和DAGDAG第二信使第二信使IP3IP3溶于胞質(zhì)溶于胞質(zhì)使胞漿使胞漿Ca2+Ca2+濃度升高濃度升高引發(fā)引發(fā)Ca2+Ca2+依賴蛋白激酶發(fā)生改動(dòng)，由胞質(zhì)溶質(zhì)依賴蛋白激酶發(fā)生改動(dòng)，由胞質(zhì)溶質(zhì)質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)面。質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)面。DAGDAG結(jié)合膜上結(jié)合膜上激活蛋白激酶激活蛋白激酶C(PKC)C(PKC)PKCPKC使底物蛋

34、白磷酸化使底物蛋白磷酸化46第四節(jié)第四節(jié) 酶關(guān)聯(lián)受體信號(hào)傳送途徑酶關(guān)聯(lián)受體信號(hào)傳送途徑酶關(guān)聯(lián)受體均為跨膜蛋白，其特點(diǎn)是，受體在質(zhì)膜外外表具有配體結(jié)合區(qū)，胞質(zhì)溶質(zhì)區(qū)具有酶關(guān)聯(lián)受體均為跨膜蛋白，其特點(diǎn)是，受體在質(zhì)膜外外表具有配體結(jié)合區(qū)，胞質(zhì)溶質(zhì)區(qū)具有酶活性，或可直接與一種酶結(jié)合成復(fù)合物。酶活性，或可直接與一種酶結(jié)合成復(fù)合物。根據(jù)酶關(guān)聯(lián)受體的作用性質(zhì)分為根據(jù)酶關(guān)聯(lián)受體的作用性質(zhì)分為6 6類：類：酪氨酸激酶性受體：磷酸化胞內(nèi)一些蛋白的酪氨酸。酪氨酸激酶性受體：磷酸化胞內(nèi)一些蛋白的酪氨酸。酪氨酸激酶相關(guān)受體：和具有酪氨酸激酶活性的胞內(nèi)蛋白結(jié)合。酪氨酸激酶相關(guān)受體：和具有酪氨酸激酶活性的胞內(nèi)蛋白結(jié)合。受體

35、樣酪氨酸磷酸酶：使胞質(zhì)內(nèi)專注信號(hào)蛋白的酪氨酸脫磷酸基。受體樣酪氨酸磷酸酶：使胞質(zhì)內(nèi)專注信號(hào)蛋白的酪氨酸脫磷酸基。絲氨酸絲氨酸/ / 蘇氨酸激酶性受體：使胞內(nèi)相關(guān)蛋白的絲氨酸蘇氨酸激酶性受體：使胞內(nèi)相關(guān)蛋白的絲氨酸/ / 蘇氨酸磷酸化。蘇氨酸磷酸化。鳥苷酸環(huán)化酶受體：催化產(chǎn)生鳥苷酸環(huán)化酶受體：催化產(chǎn)生cGMPcGMP。組氨酸激酶相關(guān)受體：首先本身的組氨酸磷酸化，隨即將磷酸轉(zhuǎn)移給第二種胞內(nèi)信號(hào)蛋白。組氨酸激酶相關(guān)受體：首先本身的組氨酸磷酸化，隨即將磷酸轉(zhuǎn)移給第二種胞內(nèi)信號(hào)蛋白。47一、酪氨酸激酶性受體的性質(zhì)和作用一、酪氨酸激酶性受體的性質(zhì)和作用 信號(hào)傳導(dǎo)：配體信號(hào)傳導(dǎo)：配體+ +受體受體受體二聚化

36、受體二聚化受體的自磷酸化受體的自磷酸化激活受體酪氨酸激酶激活受體酪氨酸激酶+ +胞內(nèi)胞內(nèi)信號(hào)蛋白信號(hào)蛋白激活的胞內(nèi)信號(hào)蛋白啟動(dòng)信號(hào)傳送，引起細(xì)胞反響。激活的胞內(nèi)信號(hào)蛋白啟動(dòng)信號(hào)傳送，引起細(xì)胞反響。 細(xì)胞內(nèi)含有蛋白酪氨酸磷酸酶，催化酪氨酸脫磷酸化，中止受體的激活。細(xì)胞內(nèi)含有蛋白酪氨酸磷酸酶，催化酪氨酸脫磷酸化，中止受體的激活。48二、酪氨酸激酶受體激活二、酪氨酸激酶受體激活RasRas Ras Ras蛋白在組建酪氨酸激酶受體所搜集信號(hào)傳送蛋白中起重要的蛋白在組建酪氨酸激酶受體所搜集信號(hào)傳送蛋白中起重要的“銜接器的作用。銜接器的作用。 Ras Ras蛋白是一個(gè)單亞基蛋白是一個(gè)單亞基GTPGTP結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。 Ras-