細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)疾病

細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)疾病——李雪銀，譚丞茵，張淑珍，孔穎詩，郭欣儀小組目錄1.什么是細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)2.關(guān)于受體3.關(guān)于細胞信號4.細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的構(gòu)成5.細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程6.細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的途徑7.細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常與疾病8.受體異常與疾病9.細胞信號異常與疾病10.小試牛刀什么是細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)？細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（Cellsignaltransduction）

是指細胞通過胞膜或胞內(nèi)受體感受某些信號的刺激，經(jīng)細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，從而影響細胞生物學(xué)功能的過程。特點：多為糖蛋白，一般至少包括兩個功能區(qū)域，與配體結(jié)合的區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域;當(dāng)受體與配體結(jié)合后，構(gòu)象改變而產(chǎn)生活性，啟動一系列過程，最終表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng);受體與配體間的作用具有三個主要特征：①特異性；②飽和性；③高親和力。受體（receptor）概念：一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體（信號分子）并產(chǎn)生特定生物學(xué)效應(yīng)的大分子物質(zhì)。受體類型一.膜受體

（占受體的大多數(shù)）

1．環(huán)狀受體(離子通道型受體)

多為神經(jīng)遞質(zhì)受體,受體分子構(gòu)成離子通道。受體與信號分子結(jié)合后變構(gòu)，導(dǎo)致通道開放或關(guān)閉。引起迅速短暫的效應(yīng)。

2．蛇型受體

7次跨膜α-螺旋受體，有100多種，都是單條多肽鏈糖蛋白，如G蛋白偶聯(lián)型受體。

3．單跨膜α-螺旋受體包括酪氨酸蛋白激酶型受體和非酪氨酸蛋白激酶型受體。

二.胞內(nèi)受體（主要是核受體）

位于胞液或胞核，結(jié)合信號分子后，受體表現(xiàn)為反式作用因子，可結(jié)合DNA順式作用元件，活化基因轉(zhuǎn)錄及表達。包括類固醇激素受體、甲狀腺激素受體等。胞內(nèi)受體都是單鏈蛋白，有4個結(jié)構(gòu)區(qū)：①高度可變區(qū)②DNA結(jié)合區(qū)③激素結(jié)合區(qū)④絞鏈區(qū)。

細胞信號（Cellsignal）概念：引起細胞反應(yīng)的各種刺激或環(huán)境變化。類型：1.物理信號：電，磁場，光聲，輻射，熱力，滲透壓2.生物信號:主要指生物大分子的結(jié)構(gòu)信號蛋白：多肽的氨基酸序列決定蛋白的三維結(jié)構(gòu)；多糖：細胞膜外存在糖皮層，由糖脂和糖蛋白組成；脂類：Caveolae介導(dǎo)的信號；核酸：遺傳信號傳遞系統(tǒng)的基礎(chǔ)。3.化學(xué)信號：(最廣泛）小分子化學(xué)物質(zhì)：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG

激素：GF

神經(jīng)遞質(zhì)：Ach

細胞因子：TNF、IL-2

多肽細胞外信號分子細胞內(nèi)信號分子細胞內(nèi)效應(yīng)分子效應(yīng)調(diào)節(jié)分子細胞外信號過程細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的構(gòu)成細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的典型過程配體與細胞膜受體的識別與結(jié)合；跨膜信號傳遞；細胞內(nèi)蛋白級聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；細胞反應(yīng)；信號終止。細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑膜受體離子通道型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)

G蛋白偶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)

酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)核受體招募型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)離子通道型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也稱為：遞質(zhì)促離子型受體這類受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后，引起突觸后離子通道的快速開放和離子的跨膜流動，導(dǎo)致突觸后神經(jīng)元或效應(yīng)器細胞膜電位改變，從而實現(xiàn)神經(jīng)信號的快速跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)。G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也稱為：促代謝型受體主要信號蛋白：配體——受體——G蛋白——G蛋白效應(yīng)器——第二信使——功能效應(yīng)特征：飽和性特異性可逆性CAMP：第二信使酶連型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)也稱為：受體酪氨酸激酶能與受體結(jié)合而完成信號傳導(dǎo)的細胞外分子主要是各種生長因子。當(dāng)受體的細胞外部分與配體結(jié)合后便可引起受體分子胞質(zhì)側(cè)部分酪氨酸激酶的活化，繼而觸發(fā)各種信號蛋白沿不同的路徑的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。酶連型受體類型酪氨酸激酶受體，如PDGF受體、胰島素受體、EGF受體、FGF受體；酪氨酸磷酸酶受體，如T細胞和巨噬細胞的CD45蛋白；鳥嘌呤環(huán)化酶(GC)受體，如心房肽受體;絲氨酸/蘇氨酸激酶受體，如activin和TGF-受體;非酶受體，可通過蛋白與蛋白的相互作用與細胞內(nèi)酪氨酸激酶偶聯(lián)。招募型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)也是單個跨膜受體受體分子的胞內(nèi)域沒有任何酶的活性受體胞外域一旦與受體結(jié)合，其胞內(nèi)域即可在胞質(zhì)側(cè)招募激酶或轉(zhuǎn)接蛋白，激活下游不涉及經(jīng)典第二信使的信號傳導(dǎo)通路。細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常與疾病一、受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙與疾病受體數(shù)量減少受體親和力降低受體阻斷型抗體的作用受體功能所需的協(xié)同因子或輔助因子缺陷受體功能缺陷受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的缺陷特定信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程減弱或中斷激素抵抗征二、受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過度激活與疾病某些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白過度表達某些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白組成型激活突變刺激型抗受體抗體分泌生長激素（GH）過多的垂體腺瘤中，有30—40%是由于編碼Gsα的基因突變所致，其特征是Gsα的精氨酸201被半胱氨酸或組氨酸取代;或谷氨酰胺227被精氨酸或亮氨酸取代，這些突變抑制了GTP酶活性，使Gsα處于持續(xù)激活狀態(tài)，cAMP含量增多，垂體細胞生長和分泌功能活躍。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路過度激活如肢端肥大癥和巨人癥受體異常與疾病

因受體的數(shù)量、結(jié)構(gòu)或調(diào)節(jié)功能變化，使之不能介導(dǎo)配體在靶細胞中應(yīng)有的效應(yīng)所引起的疾病稱為受體病。受體異?？梢员憩F(xiàn)為：

1、受體下調(diào)或減敏,前者指受體數(shù)量減少，后者指靶細胞對配體刺激的反應(yīng)性減弱或消失。

2、受體上調(diào)或增敏，使靶細胞對配體的刺激反應(yīng)過度，二者均可導(dǎo)致細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙，進而影響疾病的發(fā)生和發(fā)展。

1．信息分子異常指細胞信息分子過量或不足。如胰島素生成減少，體內(nèi)產(chǎn)生抗胰島素抗體或胰島素拮抗因子等，均可導(dǎo)致胰島素的相對或絕對不足，引起高血糖。2．受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常指受體的數(shù)量、結(jié)構(gòu)或調(diào)節(jié)功能改變，使其不能正確介導(dǎo)信息分子信號的病理過程。原發(fā)性受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常，如家族性腎性尿崩癥是ADH受體基因突變導(dǎo)致ADH受體合成減少或結(jié)構(gòu)異常，使ADH對腎小管和集合管上皮細胞的刺激作用減弱或上皮細胞膜對ADH的反應(yīng)性降低，對水的重吸收降低，引起尿崩癥。細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常與疾病

3．G蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常如假性甲狀旁腺機能減退癥（PHP）是由于靶器官對甲狀旁腺激素（PTH）的反應(yīng)性降低而引起的遺傳性疾病。

4．細胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)異常細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)涉及大量信號分子和信號蛋白，任一環(huán)節(jié)異常均可通過級聯(lián)反應(yīng)引起疾病。如Ca2+是細胞內(nèi)重要的信使分子之一。在組織缺血-再灌注損傷過程中，胞漿Ca2+濃度升高，通過下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑引起組織損傷。

5．多個環(huán)節(jié)細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常在疾病的發(fā)生和發(fā)展過程中，可涉及多個信息分子影響多個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，導(dǎo)致復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)失衡。引起非胰島素依賴性糖尿病。

6．同一刺激引起不同的病理反應(yīng)同一刺激作用于不同的受體，從而引起不同的反應(yīng)。例如感染性休克發(fā)病過程中，在同一刺激源（內(nèi)毒素）作用下使交感神經(jīng)興奮，若作用于α受體，則引起動脈收縮表現(xiàn)為冷休克;若交感神經(jīng)興奮激活β受體，使動、靜脈短路開放，則表現(xiàn)為暖休克。

7．不同刺激引起相同的病理反應(yīng)不同的信號途徑之間存在廣泛交叉，不同刺激?？梢鹣嗤牟±矸磻?yīng)或疾病。例如心肌肥大的發(fā)病過程中，心肌負荷過重引起的機械刺激，神經(jīng)體液調(diào)節(jié)產(chǎn)生的去甲腎上腺素、血管緊張素等，可通過不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的傳遞，最終引起相同的病理反應(yīng)—心肌肥大。小試牛刀1.介導(dǎo)甲狀腺素