第十一章 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的相互作用

1、第十一章第十一章細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的相互作用的相互作用一、細胞信號網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念一、細胞信號網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念 及其生物學(xué)功能及其生物學(xué)功能 多細胞生物體要成為一個整體，彼此多細胞生物體要成為一個整體，彼此之間必須能夠通過多種方式進行網(wǎng)絡(luò)通訊。之間必須能夠通過多種方式進行網(wǎng)絡(luò)通訊。在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中必需的蛋白，就形成信在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中必需的蛋白，就形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。(一一) 細胞膜受體蛋白細胞膜受體蛋白 作為信號傳感器發(fā)揮作用作為信號傳感器發(fā)揮作用 離子通道偶聯(lián)受體離子通道偶聯(lián)受體 很大的、同源的、很大的、同源的、多次跨膜的蛋白家族，改變質(zhì)膜的離子多次跨膜的蛋白家族，改變質(zhì)

2、膜的離子通透性通透性 GG蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體 大的、較高同源性的、大的、較高同源性的、7次跨膜型蛋白家族，改變細胞內(nèi)介質(zhì)的次跨膜型蛋白家族，改變細胞內(nèi)介質(zhì)的濃度和質(zhì)膜的離子通透性濃度和質(zhì)膜的離子通透性 酶偶聯(lián)受體酶偶聯(lián)受體 異源性的、異源性的、單單次跨膜蛋白，次跨膜蛋白，引起靶蛋白的特異性位點磷酸化引起靶蛋白的特異性位點磷酸化(一一) 細胞內(nèi)信號系統(tǒng)通過信號網(wǎng)絡(luò)傳遞信號細胞內(nèi)信號系統(tǒng)通過信號網(wǎng)絡(luò)傳遞信號 第二信使第二信使 小分子的細胞內(nèi)信號分子小分子的細胞內(nèi)信號分子 細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白 大分子的細胞內(nèi)信號分子大分子的細胞內(nèi)信號分子 中繼蛋白中繼蛋白 其作用僅僅是將信號傳

3、遞至下一級成員其作用僅僅是將信號傳遞至下一級成員 信使蛋白信使蛋白 其作用是將信號從細胞中的一個部分傳其作用是將信號從細胞中的一個部分傳遞至另一個部分遞至另一個部分 銜接蛋白銜接蛋白 其作用是將一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白與另一個其作用是將一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白與另一個相連，并不直接傳遞信號。相連，并不直接傳遞信號。 放大蛋白放大蛋白 其作用是極大地放大其接受到的信號其作用是極大地放大其接受到的信號 可形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)可形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián) 傳感蛋白傳感蛋白 其作用是將信號轉(zhuǎn)換成另一種形式其作用是將信號轉(zhuǎn)換成另一種形式 是一個傳感器，又是一個放大器是一個傳感器，又是一個放大器 分岔蛋白分岔蛋白 其作用是將信號從一條

4、通路擴展至另一其作用是將信號從一條通路擴展至另一 條條 整合蛋白整合蛋白 其作用是從兩條或多條信號通路中接受其作用是從兩條或多條信號通路中接受 信號，并在其傳遞前進行整合信號，并在其傳遞前進行整合 潛在的基因調(diào)控蛋白潛在的基因調(diào)控蛋白 在細胞表面被活化的受體激活，然后轉(zhuǎn)在細胞表面被活化的受體激活，然后轉(zhuǎn)位到核促進基因轉(zhuǎn)錄位到核促進基因轉(zhuǎn)錄 調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 修飾細胞內(nèi)信號蛋白的活性，調(diào)節(jié)該通修飾細胞內(nèi)信號蛋白的活性，調(diào)節(jié)該通路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的強度路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的強度 錨定蛋白錨定蛋白 將一些特異性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白限定于膜上將一些特異性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白限定于膜上或細胞骨架中，使其定位于某精確位置或細胞骨架中，使其

5、定位于某精確位置二、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的二、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的“分子開關(guān)分子開關(guān)”(一一) 可逆性蛋白磷酸化可逆性蛋白磷酸化 Ser/Thr蛋白激酶蛋白激酶 Tyr蛋白激酶蛋白激酶 蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶 普遍的調(diào)節(jié)方式普遍的調(diào)節(jié)方式 影響細胞功能的基本機制影響細胞功能的基本機制(二二) GTP結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 異三聚體異三聚體G蛋白蛋白 小分子小分子G蛋白蛋白 GTP結(jié)合型的激活態(tài)結(jié)合型的激活態(tài) GDP結(jié)合型的失活態(tài)結(jié)合型的失活態(tài) 內(nèi)源性內(nèi)源性GTP酶活性酶活性三、細胞信號通路間交互作用的三、細胞信號通路間交互作用的 生物學(xué)基礎(chǔ)生物學(xué)基礎(chǔ)(一一) 細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體可以增強反應(yīng)的細胞內(nèi)

6、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體可以增強反應(yīng)的速度、效率以及特異性速度、效率以及特異性 細胞用來獲得信號轉(zhuǎn)導(dǎo)特異性的一細胞用來獲得信號轉(zhuǎn)導(dǎo)特異性的一個重要途徑就是個重要途徑就是骨架蛋白。骨架蛋白。 組成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體組成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體 避免避免細胞信號通路間不必要的細胞信號通路間不必要的交互作用交互作用 在某些情況下，在某些情況下，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成是暫時的，只形成是暫時的，只有在一個細胞外信有在一個細胞外信號分子將其激活后，號分子將其激活后，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白才可信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白才可聚集在一個受體的聚集在一個受體的周圍。周圍。(二二) 蛋白結(jié)構(gòu)域在信號蛋白分子蛋白結(jié)構(gòu)域在信號蛋白分子 相互作用中作用相

7、互作用中作用 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成依賴于各種高信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成依賴于各種高度保守的蛋白分子結(jié)合結(jié)構(gòu)域。度保守的蛋白分子結(jié)合結(jié)構(gòu)域。 銜接蛋白僅含有兩個或多個結(jié)合結(jié)構(gòu)域銜接蛋白僅含有兩個或多個結(jié)合結(jié)構(gòu)域 支架蛋白常含有多個結(jié)構(gòu)域，其中每一支架蛋白常含有多個結(jié)構(gòu)域，其中每一 個都于受體或信號個都于受體或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白中的特定模轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白中的特定模 體結(jié)合。體結(jié)合。SH2域域 (Src homology 2 domain) ： 約由約由100個氨基酸殘基組成。主要作個氨基酸殘基組成。主要作用是識別磷酸酪氨酸（用是識別磷酸酪氨酸（pY）并與含磷酸酪）并與含磷酸酪氨酸的蛋白結(jié)合氨酸的蛋白結(jié)合。SH3域域(Src homology 3 domain) ： 識別富含脯氨酸的識別富含脯氨酸的PXXP，并與含該，并與含該模體的蛋白結(jié)合。模體的蛋白結(jié)合。PH (pleckstrin homology)域：域： 由約由約120個氨基酸殘基組成，廣泛存在個氨基酸殘基組成，廣泛存在于從酵母到人類的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白（已知見于從酵母到人類的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白（已知見于于500多種）中。某些多種）中。某些PH域以高親和力結(jié)域以高親和力結(jié)合合肌醇磷脂肌醇磷脂(如如PI-4,5-P2、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P