細(xì)胞間信息傳遞

1、目目 錄錄細(xì)胞間信息傳遞細(xì)胞間信息傳遞第第 十十 章章Cell Communication and Signal Transduction目目 錄錄第第 一一 節(jié)節(jié) 細(xì)胞間信息傳遞方式細(xì)胞間信息傳遞方式目目 錄錄一 神經(jīng)傳導(dǎo)特點:1. 速度快2. 迅速啟動,迅速終止-神經(jīng)遞質(zhì)局部分泌3. 作用精確-突觸間隙小目目 錄錄二 體液傳導(dǎo)特點:1.體液系統(tǒng)的容積大,信息分子濃度低;2.效應(yīng)廣泛-血液流向全身3.信息分子相同,不同器官組織細(xì)胞,效應(yīng)不同.4.信息通路之間相互作用,溝通復(fù)雜目目 錄錄體液傳導(dǎo)方式:1.內(nèi)分泌: 細(xì)胞合成后分泌入血2.旁分泌:不經(jīng)血,直接到達(dá)較近的靶細(xì)胞3.自分泌: 細(xì)胞本身

2、分泌,作用自身.目目 錄錄第第 二二 節(jié)節(jié) 信息分子與信息受體信息分子與信息受體目目 錄錄細(xì)胞信息傳遞方式細(xì)胞信息傳遞方式 通過相鄰細(xì)胞的直接接觸通過相鄰細(xì)胞的直接接觸 通過細(xì)胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細(xì)通過細(xì)胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細(xì)胞的代謝和功能胞的代謝和功能具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)稱為具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)稱為信息物質(zhì)信息物質(zhì)目目 錄錄跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系

3、統(tǒng)受體對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)目目 錄錄 信信 息息 物物 質(zhì)質(zhì)Signal Molecules目目 錄錄 一、細(xì)胞間信息物質(zhì)一、細(xì)胞間信息物質(zhì)定義定義細(xì)胞間信息物質(zhì)細(xì)胞間信息物質(zhì)( (extracellular signal molecules)是是由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作第一信使。又稱作第一信使。目目 錄錄 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)* * 蛋白質(zhì)和肽類（如生長因子、細(xì)胞因子、胰蛋白質(zhì)和肽類（如生長因子、細(xì)胞因子、胰島素等）島素等）* * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲狀腺

4、素、氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲狀腺素、腎上腺素等）腎上腺素等）* * 類固醇激素（如糖皮質(zhì)激素、性激素等）類固醇激素（如糖皮質(zhì)激素、性激素等）* * 脂酸衍生物（如前列腺素）脂酸衍生物（如前列腺素）* * 氣體（如一氧化氮、一氧化碳）等氣體（如一氧化氮、一氧化碳）等目目 錄錄（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) )特點特點由由神經(jīng)元細(xì)胞神經(jīng)元細(xì)胞分泌；分泌；通過通過突觸間隙突觸間隙到達(dá)下一個神經(jīng)細(xì)胞；到達(dá)下一個神經(jīng)細(xì)胞；作用時間較短。作用時間較短。例如：例如： 乙酰膽堿、去甲腎上腺素等乙酰膽堿、去甲腎上腺素等分分 類類目目 錄錄

5、（二）（二） 內(nèi)分泌激素內(nèi)分泌激素又稱內(nèi)分泌信號又稱內(nèi)分泌信號( (endocrine signal) )特點特點由特殊分化的由特殊分化的內(nèi)分泌細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞分泌分泌 ；通過通過血液循環(huán)血液循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞到達(dá)靶細(xì)胞 ；大多數(shù)作用時間較長。大多數(shù)作用時間較長。 例如例如胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等目目 錄錄按內(nèi)分泌激素的化學(xué)組成分為按內(nèi)分泌激素的化學(xué)組成分為含氮激素含氮激素如如腎上腺素、甲狀腺、腎上腺素、甲狀腺、 促甲狀腺激素促甲狀腺激素 、胰高血糖素、胰島素、生長激素等胰高血糖素、胰島素、生長激素等 類固醇激素類固醇激素如如性激素、皮質(zhì)醇、醛固酮等性激素、皮質(zhì)醇、醛

6、固酮等 按激素受體的分布部位按激素受體的分布部位 ：胞內(nèi)受體激素胞內(nèi)受體激素: : 甲狀腺素、類固醇激素甲狀腺素、類固醇激素 胞膜受體激素胞膜受體激素: : 除甲狀腺素外其他的含氮激素除甲狀腺素外其他的含氮激素 目目 錄錄（三）局部化學(xué)介質(zhì)（三）局部化學(xué)介質(zhì)又稱又稱旁分泌信號旁分泌信號(paracrine signal 特點特點由體內(nèi)某些由體內(nèi)某些普通細(xì)胞普通細(xì)胞分泌；分泌； 不進(jìn)入血循環(huán)，通過不進(jìn)入血循環(huán)，通過擴(kuò)散作用擴(kuò)散作用到達(dá)附近到達(dá)附近的靶細(xì)胞；的靶細(xì)胞；一般作用時間較短。一般作用時間較短。例如例如生長因子、前列腺素等。生長因子、前列腺素等。目目 錄錄（四）氣體信號（四）氣體信號 例如

7、例如* NO合酶（合酶（NOS）通過氧化）通過氧化L-精氨酸的胍基精氨酸的胍基而產(chǎn)生而產(chǎn)生NO *血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的CO 目目 錄錄其他其他 有些細(xì)胞間信息物質(zhì)能對同種細(xì)胞或有些細(xì)胞間信息物質(zhì)能對同種細(xì)胞或分泌細(xì)胞自身起調(diào)節(jié)作用，稱為分泌細(xì)胞自身起調(diào)節(jié)作用，稱為自分泌信自分泌信號號(autocrine signal)有些細(xì)胞間信息物質(zhì)可在不同的個有些細(xì)胞間信息物質(zhì)可在不同的個體間傳遞信息，如昆蟲的性激素。體間傳遞信息，如昆蟲的性激素。目目 錄錄 二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)定定 義義細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)(intracellular si

8、gnal molecules)(intracellular signal molecules) 第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的傳第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的傳遞細(xì)胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)。遞細(xì)胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)。目目 錄錄化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)無機(jī)離子：如無機(jī)離子：如 Ca2+ 脂類衍生物：如脂類衍生物：如DAG、Cer糖類衍生物：如糖類衍生物：如IP3核苷酸：如核苷酸：如cAMP、cGMP信號蛋白分子信號蛋白分子目目 錄錄第三信使第三信使(third messenger) 負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，又稱負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，又稱為為DNA結(jié)合蛋白，是一類可與靶基因特異序結(jié)合蛋白

9、，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。如立早列結(jié)合的核蛋白，能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。如立早基因基因(immediate-early gene)的編碼蛋白質(zhì)的編碼蛋白質(zhì) 。在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等。生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等。第二信使第二信使(secondary messenger)細(xì)胞間信息物質(zhì)影響細(xì)胞功能的途徑細(xì)胞間信息物質(zhì)影響細(xì)胞功能的途徑種類種類 信息物質(zhì)信息物質(zhì)受體受體 引起細(xì)胞內(nèi)的變化引起細(xì)胞內(nèi)的變化神經(jīng)神經(jīng)遞質(zhì)遞質(zhì)乙酰膽堿、谷氨酸、乙酰膽堿、谷氨酸

10、、 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、 血血小板衍生生長因子小板衍生生長因子質(zhì)膜質(zhì)膜受體受體引起酶蛋白和功能蛋白的引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化，改變磷酸化和去磷酸化，改變細(xì)胞的代謝和基因表達(dá)細(xì)胞的代謝和基因表達(dá)激素激素蛋白質(zhì)、多肽及氨基蛋白質(zhì)、多肽及氨基酸衍生物類激素酸衍生物類激素類固醇激素、甲狀腺類固醇激素、甲狀腺素素質(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)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄維生維生素素 維生素維生素A、維生素、維生素D 胞內(nèi)胞內(nèi)受體受體 同上同上 目目 錄錄目目 錄錄第

11、第 三三 節(jié)節(jié) 受體結(jié)構(gòu)和功能受體結(jié)構(gòu)和功能Receptor目目 錄錄能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱則稱 配體配體(ligand)。受體的定義受體的定義是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特別識別生物活是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特別識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。糖脂。 根據(jù)細(xì)胞定位根據(jù)細(xì)胞定位一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能存在于存

12、在于細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：為三大類：離子通道受體離子通道受體，G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體和和單跨膜受體單跨膜受體。（一）膜受體（一）膜受體(membrane receptor)目目 錄錄目目 錄錄1. 環(huán)狀受體環(huán)狀受體 配體依賴性離子通道配體依賴性離子通道 乙酰膽堿受體乙酰膽堿受體2. G 蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體(G-protein coupled receptors, GPCRs)又稱七個跨膜又稱七個跨膜 螺旋受體螺旋受體/ /蛇型受體蛇型受體(serpentin

13、e receptor) G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)矩型代表矩型代表 -螺旋，螺旋， N端被糖基化，端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕櫚?；６说陌腚装彼岜蛔貦磅；Ｄ磕?錄錄目目 錄錄受體結(jié)構(gòu)的特點受體結(jié)構(gòu)的特點* * 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。 * * 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。 * * 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) 。 目目 錄錄* C-末端的高度保守的末端的高度保守的Cys殘基在腎上腺素殘基在腎上

14、腺素能能受體、腎上腺素能受體、腎上腺素能受體和視紫質(zhì)受體中受體和視紫質(zhì)受體中可被棕櫚?；煞€(wěn)定受體胞內(nèi)部分的三級可被棕櫚酰化，可穩(wěn)定受體胞內(nèi)部分的三級結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 * 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-視紫視紫紅質(zhì)抑制蛋白（紅質(zhì)抑制蛋白（arrestin）結(jié)合）結(jié)合 ，使受體不，使受體不能再活化能再活化G蛋白而失活。蛋白而失活。 目目 錄錄 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(xì)胞膜相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面

15、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。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目目 錄錄目目 錄錄RHACGDPGTP腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMP目目 錄錄信息傳遞過程中的蛋白信息傳遞過程中的蛋白s s s s 激活腺苷酸環(huán)化酶激活腺苷酸環(huán)化酶i i i i抑制腺苷酸環(huán)化酶抑制腺苷酸環(huán)化酶p p p p激活磷脂酰肌醇的特異磷脂酶激活磷脂酰肌醇的特異磷脂酶o o* * o o 大腦中主要的蛋白大腦中主要的蛋白, ,可調(diào)節(jié)離子通道可調(diào)節(jié)離子通道T T * * * * 激活

16、視覺激活視覺蛋白的類型蛋白的類型 亞基亞基功功能能s s s s 激活腺苷酸環(huán)化酶激活腺苷酸環(huán)化酶i i i i抑制腺苷酸環(huán)化酶抑制腺苷酸環(huán)化酶p p p p激活磷脂酰肌醇的特異磷脂酶激活磷脂酰肌醇的特異磷脂酶o o* * o o 大腦中主要的蛋白大腦中主要的蛋白, ,可調(diào)節(jié)離子通道可調(diào)節(jié)離子通道T T * * * * 激活視覺激活視覺蛋白的類型蛋白的類型 亞基亞基功功能能* *o o表示另一種表示另一種(other)(other)T T：傳導(dǎo)素：傳導(dǎo)素 (transductin)目目 錄錄 此類受體的信息傳遞可歸納為此類受體的信息傳遞可歸納為 激素激素 受體受體蛋白蛋白酶酶 第二信使第二信使

17、蛋白激酶蛋白激酶酶或其他功能蛋白酶或其他功能蛋白 生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)3. 酶蛋白偶聯(lián)受體酶蛋白偶聯(lián)受體(單個跨膜單個跨膜 螺旋螺旋受體受體) 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(xì)胞生長因子成纖維細(xì)胞生長因子目目 錄錄與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰島素受體島素受體 insulin growth factor receptor, IGF-R 表皮生長因子受體表皮生長因子受體(epidermal growth

18、factor receptor, EGF-R)。與配體結(jié)合后，可與酪氨酸蛋白激酶偶聯(lián)而與配體結(jié)合后，可與酪氨酸蛋白激酶偶聯(lián)而表現(xiàn)出酶活性，如生長激素受體、干擾素受體。表現(xiàn)出酶活性，如生長激素受體、干擾素受體。非酪氨酸蛋白激酶受體型非酪氨酸蛋白激酶受體型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）目目 錄錄目目 錄錄自身磷酸化自身磷酸化(autophosphorylation) 當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體受體( (catalytic receptor) )大多數(shù)發(fā)生二聚化，二大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸蛋白激酶聚體的酪

19、氨酸蛋白激酶( (tyrosine protein kinase, TPK) )被激活，彼此使對方的某些酪氨酸殘基磷被激活，彼此使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化，這一過程稱為自身磷酸化。酸化，這一過程稱為自身磷酸化。該型受體與細(xì)胞的增殖、分化、分裂及癌變有關(guān)該型受體與細(xì)胞的增殖、分化、分裂及癌變有關(guān) 目目 錄錄* 受體跨膜區(qū)由受體跨膜區(qū)由2226個氨基酸殘基構(gòu)成一個氨基酸殘基構(gòu)成一個個-螺旋，高度疏水。螺旋，高度疏水。 * 胞外區(qū)為配體結(jié)合部位。胞外區(qū)為配體結(jié)合部位。 * 胞內(nèi)區(qū)為酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)（又稱胞內(nèi)區(qū)為酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)（又稱SH1, Scr homology 1 domain，與，

20、與Src的酪氨酸蛋的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源）白激酶區(qū)同源） 位于位于C末端，包括末端，包括ATP結(jié)合結(jié)合和底物結(jié)合兩個功能區(qū)。和底物結(jié)合兩個功能區(qū)。 受體結(jié)構(gòu)受體結(jié)構(gòu)目目 錄錄* * 該受體的下游常含有該受體的下游常含有 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

21、電的磷脂結(jié)合 具有鳥嘌呤環(huán)化酶活性的受體具有鳥嘌呤環(huán)化酶活性的受體 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 GC： 鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域目目 錄錄目目 錄錄 受體的結(jié)構(gòu)受體的結(jié)構(gòu)4. 與轉(zhuǎn)錄因子偶聯(lián)受體與轉(zhuǎn)錄因子偶聯(lián)受體(胞內(nèi)受胞內(nèi)受體體,intracellular receptor)位于位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體，全部為中的受體，全部為DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白。高度可變區(qū)高度可變區(qū)位于位于N端，具有轉(zhuǎn)錄活性端，具有轉(zhuǎn)錄活性DNA結(jié)合區(qū)結(jié)合區(qū)含

22、有鋅指結(jié)構(gòu)含有鋅指結(jié)構(gòu)激素結(jié)合區(qū)激素結(jié)合區(qū)位于位于C端，結(jié)合激素、熱休克蛋端，結(jié)合激素、熱休克蛋白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)核受體結(jié)構(gòu)示意圖核受體結(jié)構(gòu)示意圖目目 錄錄目目 錄錄 相關(guān)配體相關(guān)配體類固醇激素、甲狀腺素和維甲酸等類固醇激素、甲狀腺素和維甲酸等 功功 能能 多為反式作用因子，當(dāng)與相應(yīng)配體結(jié)合多為反式作用因子，當(dāng)與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與后，能與DNA的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。因轉(zhuǎn)錄。目目 錄錄 二、受體作用的特點二、受體作用的特點 高度專一性高度專一性 高度親和力高度親和力 可飽和性可飽和性 特定的作用模式特定的作用模

23、式 具有放大效應(yīng)具有放大效應(yīng) 可逆性可逆性配體濃度配體濃度受體飽和度（）受體飽和度（）配體受體結(jié)合曲線配體受體結(jié)合曲線目目 錄錄 三、受體活性的調(diào)節(jié)三、受體活性的調(diào)節(jié) 磷酸化與脫磷酸化作用磷酸化與脫磷酸化作用 膜磷脂的代謝的影響膜磷脂的代謝的影響 酶促水解作用酶促水解作用 蛋白的調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)節(jié)目目 錄錄第第 三三 節(jié)節(jié)主要信息的傳遞途徑主要信息的傳遞途徑 Signal Transduction Pathway目目 錄錄 一、膜受體介導(dǎo)的信息傳遞一、膜受體介導(dǎo)的信息傳遞 cAMP- 介導(dǎo)的跨膜信號傳導(dǎo)途徑介導(dǎo)的跨膜信號傳導(dǎo)途徑 Ca2+- 依賴性蛋白激酶途徑依賴性蛋白激酶途徑 cGMP- 蛋白激

24、酶途徑蛋白激酶途徑 酪氨酸蛋白激酶途徑酪氨酸蛋白激酶途徑 核因子核因子 途徑途徑 TGF-途徑途徑 目目 錄錄（一）（一）cAMP - 蛋白激酶途徑蛋白激酶途徑組成組成胞外信息分子，受體，胞外信息分子，受體，G G蛋白，蛋白，腺苷酸環(huán)腺苷酸環(huán)化酶化酶 (adenylate cyclase，AC)， cAMP，蛋白蛋白激酶激酶 A A(protein kinase A，PKA)目目 錄錄1. cAMP 的合成與分解的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5 -AMP 磷酸二酯酶磷酸二酯酶H2OMg2+目目 錄錄NOCH2OOHONNNNH2POOHcAMPNOCH2OOHOHNNNNH2PO

25、OHOPOOHOPOOHOHATPACPPiNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOHAMPPDEH2O磷酸二酯酶磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)2cAMP的作用機(jī)理的作用機(jī)理PKA的激活的激活R 調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基 C 催化亞基催化亞基目目 錄錄目目 錄錄RR（cAMP-dependent protein kinase，PKA）R： 調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基C： 催化亞基催化亞基cAMP蛋白激酶蛋白激酶A目目 錄錄3PKA的作用的作用 對代謝的調(diào)節(jié)作用對代謝的調(diào)節(jié)作用通過對效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實現(xiàn)其調(diào)通過

26、對效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。節(jié)功能。 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶ATP磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶ATP PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPi PKA抑制物抑制物a抑制物抑制物b ATP磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PPi腎上腺素對糖腎上腺素對糖原代謝原代謝( (促進(jìn)促進(jìn)的影響的影響 腎上腺素腎上腺素 受體受體 腎上腺素腎上腺素 受體復(fù)合物受體復(fù)合物激活激活蛋白蛋白 激活激活A(yù)CATPcAMPPKA 目目 錄錄目目 錄錄受受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的共同的DNA序列序列(TGACG

27、TCA)，稱為，稱為cAMP應(yīng)答元應(yīng)答元件件(cAMP response element , CRE)?？膳c可與cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白應(yīng)答元件結(jié)合蛋白 (cAMP response element bound protein,CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。因的轉(zhuǎn)錄。(2) 對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用目目 錄錄GsACATPcAMPCCRRCC 蛋蛋 白白 磷磷 酸酸 化化RR 2cAMP2cAMPCREBNPi Pi Pi 轉(zhuǎn)錄活化域轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域結(jié)合域細(xì)胞膜細(xì)胞膜核核 膜膜目目 錄錄結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因細(xì)細(xì)胞胞核核PiPiPiPiDNA蛋白質(zhì)蛋白

28、質(zhì)目目 錄錄PKA 對底物蛋白的磷酸化作用對底物蛋白的磷酸化作用組蛋白組蛋白失去對轉(zhuǎn)錄失去對轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)的阻遏作用的阻遏作用蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成核蛋白體蛋白核蛋白體蛋白 加速翻譯加速翻譯促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞膜蛋白細(xì)胞膜蛋白膜蛋白構(gòu)象及膜蛋白構(gòu)象及改變膜對水及離子改變膜對水及離子功能改變功能改變通道的通透性通道的通透性微管蛋白微管蛋白構(gòu)象和功能改變構(gòu)象和功能改變 影響細(xì)胞分泌影響細(xì)胞分泌心肌肌原蛋白心肌肌原蛋白 易與易與CaCa2+2+結(jié)合結(jié)合加強(qiáng)心肌收縮加強(qiáng)心肌收縮底物蛋白底物蛋白磷酸化的后果磷酸化的后果生理意義生理意義組蛋白組蛋白失去對轉(zhuǎn)錄失去對轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)

29、轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)的阻遏作用的阻遏作用蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成核蛋白體蛋白核蛋白體蛋白 加速翻譯加速翻譯促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞膜蛋白細(xì)胞膜蛋白膜蛋白構(gòu)象及膜蛋白構(gòu)象及改變膜對水及離子改變膜對水及離子功能改變功能改變通道的通透性通道的通透性微管蛋白微管蛋白構(gòu)象和功能改變構(gòu)象和功能改變 影響細(xì)胞分泌影響細(xì)胞分泌心肌肌原蛋白心肌肌原蛋白 易與易與CaCa2+2+結(jié)合結(jié)合加強(qiáng)心肌收縮加強(qiáng)心肌收縮底物蛋白底物蛋白磷酸化的后果磷酸化的后果生理意義生理意義目目 錄錄 （二）酪氨酸蛋白激酶途徑（二）酪氨酸蛋白激酶途徑(tyrosine protein kinase, TPK)酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶

30、分分 類類受體型受體型TPK（位于細(xì)胞質(zhì)膜上）（位于細(xì)胞質(zhì)膜上）如胰島素受體、生長因子受體及原癌如胰島素受體、生長因子受體及原癌基因（基因（erb-B、 kit、fins等）編碼的受體等）編碼的受體非受體型非受體型TPK（位于胞漿）（位于胞漿）如底物酶如底物酶JAK和原癌基因（和原癌基因（src、yes、ber-abl等）編碼的等）編碼的TPK目目 錄錄1. 受體型受體型TPK-Ras-MAPK途徑途徑GRB2 (growth factor receptor bound protein 2）SH2 域域 (src homology 2 domain) 細(xì)胞內(nèi)某些連接物蛋白共有的氨基酸序列，細(xì)胞內(nèi)某些連接物蛋白共有的氨基酸序列，與原癌基因與原癌基因src編碼的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源，編碼的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源，該區(qū)域能識別磷酸化的酪氨酸殘基并與之結(jié)合該區(qū)域能識別磷酸化的酪氨酸殘基并與之結(jié)合。 組成：催化性受體，組成：催化性受體，GRB2, SOS, Ras蛋白蛋白, Raf蛋白，蛋白，MAPK系統(tǒng)系統(tǒng)SH2SH3目目 錄錄 SOS (son of sevenless)