![細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制詳解演示文稿_第1頁(yè)](http://file4.renrendoc.com/view/44270e9a7e6fc6d0e16a90c45a70f2f6/44270e9a7e6fc6d0e16a90c45a70f2f61.gif)
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細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制詳解演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(優(yōu)選)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制目前二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)年度重要發(fā)現(xiàn)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1923年胰島素FrederickGrantBantingJohnJamesRichardMacleod1936年神經(jīng)沖動(dòng)的化學(xué)傳遞HenryHallettDaleOttoLoewi1950年腎上腺皮質(zhì)激素EdwardCalvinKendallPhilipShowalterHenchTadeusReichstein1970年神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質(zhì)的合成、釋放及滅活SirBernardKatzUlfvonEulerJuliusAxelrod1971年激素作用的第二信使機(jī)制EarlWilberSutherland1982年前列腺素及相關(guān)的生物活性物質(zhì)SuneK.Bergstr?mBengtI.SamuelssonJohnR.Vane1986年生長(zhǎng)因子StanleyCohenRitaLevi-Montalcini目前三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)年度重要發(fā)現(xiàn)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1992年蛋白質(zhì)可逆磷酸化調(diào)節(jié)機(jī)制EdmondH.FischerEdwinG.Krebs1994年G蛋白及其在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用AlfredGilman,MartinRodbell1998年一氧化氮是心血管系統(tǒng)的信號(hào)分子RobertF.Furchgott,LouisJ.Ignarro,F(xiàn)eridMurad2000年神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)ArvidCarlsson,PaulGreengard,EricR.Kandel2001年細(xì)胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子LelandH.HartwellR.TimothyHuntPaulM.Nurse2003細(xì)胞膜離子通道作用機(jī)制PeterAgreRoderickMacKinnon2004嗅受體及其作用機(jī)制RichardAxel,LindaB.Buck2004泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解AaronCiechanover,AvramHershko,IrwinRose目前四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)第一節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述TheGeneralInformationofSignalTransduction目前五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)改變細(xì)胞內(nèi)的某些代謝過(guò)程,或改變生長(zhǎng)速度,或改變細(xì)胞遷移或進(jìn)入細(xì)胞凋亡等生物學(xué)行為細(xì)胞外信號(hào)受體細(xì)胞內(nèi)各種分子數(shù)量、分布或活性變化細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本路線目前六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)一、細(xì)胞外化學(xué)信號(hào)有可溶型和膜結(jié)合型兩種形式生物體可感受任何物理、化學(xué)和生物學(xué)刺激信號(hào),但最終通過(guò)換能途徑將各類信號(hào)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞可直接感受的化學(xué)信號(hào)(chemicalsignaling)?;瘜W(xué)信號(hào)可以是可溶性的,也可以是膜結(jié)合形式的。目前七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)化學(xué)信號(hào)通訊是生物適應(yīng)環(huán)境不斷變異、進(jìn)化的結(jié)果。單細(xì)胞生物與外環(huán)境直接交換信息。多細(xì)胞生物中的單個(gè)細(xì)胞不僅需要適應(yīng)環(huán)境變化,而且還需要細(xì)胞與細(xì)胞之間在功能上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。目前八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)多細(xì)胞生物細(xì)胞間的聯(lián)系細(xì)胞與細(xì)胞的直接聯(lián)系:物質(zhì)直接交換,或者是通過(guò)細(xì)胞表面分子相互作用實(shí)現(xiàn)信息交流。激素調(diào)節(jié):適應(yīng)遠(yuǎn)距離細(xì)胞之間的功能協(xié)調(diào)的信號(hào)系統(tǒng)。目前九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)可溶型信號(hào)分子作為游離分子在細(xì)胞間傳遞多細(xì)胞生物中,細(xì)胞可通過(guò)分泌化學(xué)物質(zhì)(如蛋白質(zhì)或小分子有機(jī)化合物)而發(fā)出信號(hào),這些分子作用于靶細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)的受體,調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的功能,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間的信息交流。可溶型信號(hào)分子可根據(jù)其溶解特性分為脂溶性化學(xué)信號(hào)和水溶性化學(xué)信號(hào)兩大類目前十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)根據(jù)體內(nèi)化學(xué)信號(hào)分子作用距離,可以將其分為三類:①作用距離最遠(yuǎn)的內(nèi)分泌(endocrine)系統(tǒng)化學(xué)信號(hào),稱為激素;②屬于旁分泌(paracrine)系統(tǒng)的細(xì)胞因子,主要作用于周圍細(xì)胞;有些作用于自身,稱為自分泌(autocrine)。③作用距離最短的是神經(jīng)元突觸內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)(neurotransmitter)。目前十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)膜結(jié)合型信號(hào)分子需要細(xì)胞間接觸才能傳遞信號(hào)每個(gè)細(xì)胞的質(zhì)膜外表面都有眾多的蛋白質(zhì)、糖蛋白、蛋白聚糖分子。相鄰細(xì)胞可通過(guò)膜表面分子的特異性識(shí)別和相互作用而傳遞信號(hào)。當(dāng)細(xì)胞通過(guò)膜表面分子發(fā)出信號(hào)時(shí),相應(yīng)的分子即為膜結(jié)合型信號(hào)分子,亦稱為配體,而在靶細(xì)胞表面與之特異性結(jié)合的分子(受體),則通過(guò)這種分子間的相互作用而接收信號(hào),并將信號(hào)傳入靶細(xì)胞內(nèi)。這種細(xì)胞通訊方式稱為膜表面分子接觸通訊。目前十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)屬于這一類通訊的有:相鄰細(xì)胞間黏附因子的相互作用、T淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞表面分子的相互作用等。目前十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)二、細(xì)胞經(jīng)由特異性受體接收細(xì)胞外信號(hào)受體(receptor)是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能識(shí)別外源化學(xué)信號(hào)并與之結(jié)合的蛋白質(zhì)分子,個(gè)別糖脂也具有受體作用。能夠與受體特異性結(jié)合的分子稱為配體(ligand)。可溶性和膜結(jié)合型信號(hào)分子都是常見(jiàn)的配體。目前十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)受體有細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞膜受體受體按照其在細(xì)胞內(nèi)的位置分為:細(xì)胞內(nèi)受體包括位于細(xì)胞質(zhì)或胞核內(nèi)的受體,其相應(yīng)配體是脂溶性信號(hào)分子,如類固醇激素、甲狀腺素、維甲酸等。
細(xì)胞表面受體水溶性信號(hào)分子和膜結(jié)合型信號(hào)分子(如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、水溶性激素分子、粘附分子等)不能進(jìn)入靶細(xì)胞,其受體位于靶細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜表面。目前十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)圖19-1水溶性和脂溶性化學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)目前十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)受體結(jié)合配體并轉(zhuǎn)換信號(hào)受體識(shí)別并與配體結(jié)合,是細(xì)胞接收外源信號(hào)的第一步反應(yīng)。受體有兩個(gè)方面的作用:一是識(shí)別外源信號(hào)分子并與之結(jié)合;二是轉(zhuǎn)換配體信號(hào),使之成為細(xì)胞內(nèi)分子可識(shí)別的信號(hào),并傳遞至其他分子引起細(xì)胞應(yīng)答。目前十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)受體能夠直接傳遞信號(hào)或通過(guò)特定的通路傳遞信號(hào)有許多細(xì)胞內(nèi)受體是基因表達(dá)的調(diào)控蛋白,與進(jìn)入細(xì)胞的信號(hào)分子結(jié)合后,可以直接傳遞信號(hào),即直接調(diào)控基因表達(dá)。另有一些細(xì)胞內(nèi)受體可以結(jié)合細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)分子(如細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子),直接激活效應(yīng)分子或通過(guò)一定的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活效應(yīng)分子。目前十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)膜受體識(shí)別細(xì)胞外信號(hào)分子并轉(zhuǎn)換信號(hào)膜受體識(shí)別并結(jié)合細(xì)胞外信號(hào)分子,將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換成為能夠被細(xì)胞內(nèi)分子識(shí)別的信號(hào),通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路將信號(hào)傳遞至效應(yīng)分子,引起細(xì)胞的應(yīng)答。目前十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(三)受體與配體的相互作用具有共同的特點(diǎn)配體-受體結(jié)合曲線高度專一性高度親和力可飽和性特定的作用模式可逆性目前二十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)三、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)具有多條信號(hào)通路并形成網(wǎng)絡(luò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)存在多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,這些分子依次相互識(shí)別、相互作用,有序地轉(zhuǎn)換和傳遞信號(hào)。由一組分子形成的有序分子變化被稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(signaltransductionpathway)。每一條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路都是由多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子組成,不同分子間有序地依次進(jìn)行相互作用,上游分子引起下游分子的數(shù)量、分布或活性狀態(tài)變化,從而使信號(hào)向下游傳遞。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子相互作用的機(jī)制構(gòu)成了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本機(jī)制。
目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)由一種受體分子轉(zhuǎn)換的信號(hào),可通過(guò)一條或多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)行傳遞。而不同類型受體分子轉(zhuǎn)換的信號(hào),也可通過(guò)相同的信號(hào)通路進(jìn)行傳遞。不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之間亦可發(fā)生交叉調(diào)控(cross-talking),形成復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)(signaltransductionnetwork)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和網(wǎng)絡(luò)的形成是動(dòng)態(tài)過(guò)程,隨著信號(hào)的種類和強(qiáng)度而不斷變化。目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)轉(zhuǎn)錄因子染色質(zhì)相關(guān)蛋白R(shí)NA加工蛋白R(shí)NA轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白細(xì)胞周期蛋白細(xì)胞骨架NH2AAAAAm7GTranslation信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
應(yīng)答反應(yīng)
細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本方式示意圖目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子IntracellularSignalMolecules目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)細(xì)胞外的信號(hào)經(jīng)過(guò)受體轉(zhuǎn)換進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),通過(guò)細(xì)胞內(nèi)一些蛋白質(zhì)分子和小分子活性物質(zhì)進(jìn)行傳遞,這些能夠傳遞信號(hào)的分子稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子(signaltransducer)。依據(jù)作用特點(diǎn),信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子主要有三大類:小分子第二信使、酶、調(diào)節(jié)蛋白。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子依次相互作用,從而形成上游分子和下游分子的關(guān)系。目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子傳遞信號(hào)的基本方式包括:①改變下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的構(gòu)象②改變下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的細(xì)胞內(nèi)定位③信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子復(fù)合物的形成或解聚④改變小分子信使的細(xì)胞內(nèi)濃度或分布目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)一、第二信使結(jié)合并激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子環(huán)腺苷酸(cAMP)、環(huán)鳥苷酸(cGMP)、甘油二酯(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)、磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3)、Ca2+等可以作為外源信息在細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,稱為細(xì)胞內(nèi)小分子信使,或稱為第二信使(secondmessenger)。目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)小分子信使傳遞信號(hào)具有相似的特點(diǎn)①在完整細(xì)胞中,其濃度或分布可在細(xì)胞外信號(hào)的作用下發(fā)生迅速改變②該分子類似物可模擬細(xì)胞外信號(hào)的作用③阻斷該分子的變化可阻斷細(xì)胞對(duì)外源信號(hào)的反應(yīng)④作為別構(gòu)效應(yīng)劑在細(xì)胞內(nèi)有特定的靶蛋白分子目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)多數(shù)小分子信使的上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是酶類。這些酶被其自身的上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子激活,從而催化小分子信使的生成,使其濃度在細(xì)胞內(nèi)迅速升高。上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子使第二信使的濃度升高或分布變化目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)第二信使的濃度變化是傳遞信號(hào)的重要機(jī)制,其濃度在細(xì)胞接收信號(hào)后變化非常迅速,可以在數(shù)分鐘內(nèi)被檢測(cè)出來(lái)。而細(xì)胞內(nèi)存在相應(yīng)的水解酶,可迅速將它們清除,使信號(hào)迅速終止,細(xì)胞回到初始狀態(tài),再接受新的信號(hào)。只有當(dāng)其上游分子(酶)持續(xù)被激活,才能使小分子信使持續(xù)維持在一定的濃度。小分子信使?jié)舛瓤裳杆俳档湍壳叭?yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)小分子信使都是蛋白質(zhì)的別構(gòu)激活劑,當(dāng)其結(jié)合于下游蛋白分子后,通過(guò)改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象而將其激活,從而使信號(hào)進(jìn)一步傳遞。小分子信使激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)環(huán)核苷酸是重要的細(xì)胞內(nèi)第二信使目前已知的細(xì)胞內(nèi)環(huán)核苷酸類第二信使有cAMP和cGMP兩種。目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)cAMP和cGMP的結(jié)構(gòu)及其代謝鳥苷酸環(huán)化酶目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)1.cAMP和cGMP的上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是相應(yīng)的核苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase,AC)(guanylatecyclase,GC)目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.磷酸二酯酶催化環(huán)核苷酸水解細(xì)胞中存在多種催化環(huán)核苷酸水解的磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)。在脂肪細(xì)胞中,胰高血糖素在升高cAMP水平的同時(shí)會(huì)增加PDE活性,促進(jìn)cAMP的水解,這是調(diào)節(jié)cAMP濃度的重要機(jī)制。PDE對(duì)cAMP和cGMP的水解具有相對(duì)特異性。目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)3.環(huán)核苷酸在細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)蛋白激酶活性環(huán)核苷酸作為第二信使的作用機(jī)制:cAMP和cGMP在細(xì)胞可以作用于蛋白質(zhì)分子,使后者發(fā)生構(gòu)象變化,從而改變活性。蛋白激酶是一類重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,也是許多小分子第二信使直接作用的靶分子。目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)蛋白激酶A是cAMP的靶分子cAMP作用于cAMP依賴性蛋白激酶(cAMP-dependentproteinkinase,cAPK),即蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA)。PKA活化后,可使多種蛋白質(zhì)底物的絲氨酸或蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化,改變其活性狀態(tài),底物分子包括一些糖、脂代謝相關(guān)的酶類、離子通道和某些轉(zhuǎn)錄因子。目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)cAMP激活PKA影響糖代謝示意圖目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)蛋白激酶G是cGMP的靶分子cGMP作用于cGMP依賴性蛋白激酶(cGMP-dependentproteinkinase,cGPK),即蛋白激酶G(proteinkinaseG,PKG)。PKG是由相同亞基構(gòu)成的二聚體。與PKA不同,PKG的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域存在于同一個(gè)亞基內(nèi)。PKG在心肌及平滑肌收縮調(diào)節(jié)方面具有重要作用。目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)cGMP激活PKG示意圖目前四十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)4.蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子環(huán)核苷酸作為別構(gòu)效應(yīng)劑還可以作用于細(xì)胞內(nèi)其他非蛋白激酶類分子。一些離子通道也可以直接受cAMP或cGMP的別構(gòu)調(diào)節(jié)。視桿細(xì)胞膜上富含cGMP-門控陽(yáng)離子通道嗅覺(jué)細(xì)胞核苷酸-門控鈣通道目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(三)脂類也可衍生出胞內(nèi)第二信使具有第二信使特征的脂類衍生物:二脂酰甘油(diacylglycerol,DAG)花生四烯酸(arachidonicacid,AA)磷脂酸(phosphatidicacid,PA)溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid,LPA)4-磷酸磷脂酰肌醇(PI-4-phosphate,PIP)磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol-4,5-diphosphate,PIP2)肌醇-1,4,5-三磷酸(Inositol-1,4,5-triphosphate,IP3)這些脂類衍生物都是由體內(nèi)磷脂代謝產(chǎn)生的。目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)磷脂酰肌醇激酶和磷脂酶催化生成第二信使磷脂酰肌醇激酶類,催化磷脂酰肌醇磷酸化。根據(jù)肌醇環(huán)的磷酸化羥基位置不同,這類激酶有PI-3K、PI-4K和PI-5K等。磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(PLC)可將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)分解成為DAG和IP3。目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)磷脂酶和磷脂酰肌醇激酶催化第二信使的生成目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.脂類第二信使作用于相應(yīng)的靶蛋白分子DAG是脂溶性分子,生成后仍留在質(zhì)膜上。IP3是水溶性分子,可在細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌質(zhì)網(wǎng)膜上,并與其受體結(jié)合。目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)IP3的靶分子是鈣離子通道IP3為水溶性,生成后從細(xì)胞質(zhì)膜擴(kuò)散至細(xì)胞質(zhì)中,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌質(zhì)網(wǎng)膜上的IP3受體結(jié)合。IP3+I(xiàn)P3受體鈣離子通道開放,細(xì)胞內(nèi)鈣釋放細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度迅速增加目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)DAG和鈣離子的靶分子是蛋白激酶C蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC),屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶,廣泛參與細(xì)胞的各項(xiàng)生理活動(dòng)。PKC作用的底物包括質(zhì)膜受體、膜蛋白、多種酶和轉(zhuǎn)錄因子等,參與多種生理功能的調(diào)節(jié)。目前發(fā)現(xiàn)的PKC同工酶有12種以上,不同的同工酶有不同的酶學(xué)特性、特異的組織分布和亞細(xì)胞定位,對(duì)輔助激活劑的依賴性亦不同。目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)催化結(jié)構(gòu)域Ca2+DAG磷脂酰絲氨酸調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域催化結(jié)構(gòu)域底物Ca2+DAG磷脂酰絲氨酸調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域假底物結(jié)合區(qū)DAG活化PKC的作用機(jī)制示意圖目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(四)鈣離子可以激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的酶類1.鈣離子在細(xì)胞中的分布具有明顯的區(qū)域特征細(xì)胞外液游離鈣濃度高(1.12~1.23mmol/L);細(xì)胞內(nèi)液的鈣離子含量很低,且90%以上儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi));胞液中游離Ca2+的含量極少(基礎(chǔ)濃度只有0.01~0.1mol/L)。目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)導(dǎo)致胞液游離Ca2+濃度升高的反應(yīng)有兩種:一是細(xì)胞質(zhì)膜鈣通道開放,引起鈣內(nèi)流;二是細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)膜上的鈣通道開放,引起鈣釋放。胞液Ca2+可以再經(jīng)由細(xì)胞質(zhì)膜及鈣庫(kù)膜上的鈣泵(Ca2+-ATP酶)返回細(xì)胞外或胞內(nèi)鈣庫(kù),以消耗能量的方式維持細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的低鈣狀態(tài)。目前五十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.鈣離子的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白(calmodulin,CaM)可看作是細(xì)胞內(nèi)Ca2+的受體。乙酰膽堿、兒茶酚胺、加壓素、血管緊張素和胰高血糖素等胞液Ca2+濃度升高CaMCaMCa2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)CaM發(fā)生構(gòu)象變化后,作用于Ca2+/CaM-依賴性激酶(CaM-K)。專一功能CaM-K多功能CaM-K肌球蛋白輕鏈激酶:調(diào)節(jié)肌肉收縮磷酸化酶激酶:調(diào)節(jié)糖原分解延長(zhǎng)因子2激酶:調(diào)節(jié)蛋白合成Ca2+/CaM-依賴性激酶ICa2+/CaM-依賴性激酶II目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)3.鈣調(diào)蛋白不是鈣離子的唯一靶分子Ca2+還結(jié)合PKC、AC和cAMP-PDE等多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,通過(guò)別構(gòu)效應(yīng)激活這些分子。目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(五)NO等小分子也具有信使功能NO合酶介導(dǎo)NO生成
NO合酶
胍氨酸精氨酸NHH2NNH2+H2N+COO-NHH2NOH2N+COO-NO+目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)NO的生理調(diào)節(jié)作用主要通過(guò)激活鳥苷酸環(huán)化酶、ADP-核糖轉(zhuǎn)移酶和環(huán)氧化酶完成。NO與可溶性鳥苷酸環(huán)化酶分子中的血紅素鐵結(jié)合生成的cGMP引起鳥苷酸環(huán)化酶構(gòu)象改變.酶活性增高cGMP作為第二信使,產(chǎn)生生理效應(yīng)GTP目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)除了NO以外,一氧化碳(carbonmonoxide,CO)、硫化氫(sulfuretedhydrogen,H2S)的第二信使作用近年來(lái)也得到證實(shí)。目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)二、許多酶可通過(guò)其催化的反應(yīng)而傳遞信號(hào)細(xì)胞內(nèi)的許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子都是酶。作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的酶主要有兩大類。一是催化小分子信使生成和轉(zhuǎn)化的酶,如腺苷酸環(huán)化酶、鳥苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C、磷脂酶D(PLD)等;二是蛋白激酶,作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的蛋白激酶主要是蛋白酪氨酸激酶和蛋白絲/蘇氨酸激酶。目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)蛋白激酶/蛋白磷酸酶是信號(hào)通路開關(guān)分子蛋白激酶(proteinkinase)與蛋白磷酸酶(proteinphosphatase)催化蛋白質(zhì)的可逆性磷酸化修飾,對(duì)下游分子的活性進(jìn)行調(diào)節(jié)。蛋白質(zhì)的磷酸化修飾可能提高其活性,也可能降低其活性,取決于構(gòu)象變化是否有利于反應(yīng)的進(jìn)行。各種蛋白激酶和蛋白磷酸酶在細(xì)胞內(nèi)僅僅選擇性作用于有限的底物,它們的催化作用特異性及其在細(xì)胞內(nèi)的分布特異性決定了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的精確性。蛋白質(zhì)的可逆磷酸化修飾是最重要的信號(hào)通路開關(guān)目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)1.蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶是主要的蛋白激酶蛋白激酶是催化ATPγ-磷酸基轉(zhuǎn)移至靶蛋白的特定氨基酸殘基上的一大類酶。已超800種。激酶磷酸基團(tuán)的受體蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶蛋白組/賴/精氨酸激酶蛋白半胱氨酸激酶蛋白天冬氨酸/谷氨酸激酶絲氨酸/蘇氨酸羥基酪氨酸的酚羥基咪唑環(huán),胍基,ε-氨基巰基酰基蛋白激酶的分類目前六十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.蛋白磷酸酶衰減或終止蛋白激酶誘導(dǎo)的效應(yīng)蛋白質(zhì)磷酸酶(phosphatidase)使磷酸化的蛋白分子發(fā)生去磷酸化,與蛋白激酶共同構(gòu)成了蛋白質(zhì)活性的調(diào)控系統(tǒng)。無(wú)論蛋白激酶對(duì)于其下游分子的作用是正調(diào)節(jié)還是負(fù)調(diào)節(jié),蛋白磷酸酶都將對(duì)蛋白激酶所引起的變化產(chǎn)生衰減或終止效應(yīng)。目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)根據(jù)蛋白磷酸酶所作用的氨基酸殘基而分類:蛋白絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶蛋白酪氨酸磷酸酶?jìng)€(gè)別的蛋白磷酸酶具有雙重作用,即可同時(shí)作用于酪氨酸和絲/蘇氨酸殘基。目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)許多信號(hào)通路涉及蛋白絲/蘇氨酸激酶的作用
細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白絲/蘇氨酸激酶包括受環(huán)核苷酸調(diào)控的PKA和PKG受DAG/Ca2+調(diào)控的PKC受Ca2+/CaM調(diào)控的Ca2+/CaM-PK受PIP3調(diào)控的PKB受絲裂原激活的蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)。目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)1.MAPK調(diào)控細(xì)胞的多種重要的生理功能哺乳動(dòng)物細(xì)胞重要的MAPK亞家族:細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶(extracellularregulatedkinase,ERK)c-JunN-末端激酶/應(yīng)激激活的蛋白激酶(c-JunN-terminalkinase/stress-activatedproteinkinase,JNK/SAPK)p-38-MAPK目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)ERK參與細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控,多種生長(zhǎng)因子受體、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因子受體等都需要ERK的活化來(lái)完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。JNK家族是細(xì)胞對(duì)各種應(yīng)激原誘導(dǎo)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵分子,參與細(xì)胞對(duì)輻射、滲透壓、溫度變化等的應(yīng)激反應(yīng)。p38-MAPK亞家族介導(dǎo)炎癥、凋亡等應(yīng)激反應(yīng)。目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.MAPK級(jí)聯(lián)激活是多種信號(hào)通路的中心環(huán)節(jié)MAPK上游的兩級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子也是蛋白激酶,稱為MAPKK(MAPkinasekinase)和MAPKKK(MAPkinasekinasekinase)。MAPKK和MAPK本身也是通過(guò)磷酸化修飾而被激活。細(xì)胞受到生長(zhǎng)因子或其他因素刺激時(shí),其上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子被依次活化,進(jìn)而將MAPKKK激活,MAPKKK通過(guò)磷酸化修飾而激活MAPKK,后者再修飾激活MAPK,從而形成逐級(jí)磷酸化的級(jí)聯(lián)激活反應(yīng)。目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)MAPK的級(jí)聯(lián)激活MAPKKKMAPKKMAPKThrTyrThrTyrPPphosphataseoffonMAPK目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)MAPK被激活后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi),使一些轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生磷酸化,改變細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的狀態(tài)。另外,它也可以使一些其它的酶發(fā)生磷酸化使之活性發(fā)生改變。MAPK家族成員的底物大部分是轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶等。MAPK調(diào)控的生物學(xué)效應(yīng):參與多種細(xì)胞功能的調(diào)控,尤其是在細(xì)胞增殖、分化及凋亡過(guò)程中,是多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的共同作用部位。目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(三)蛋白酪氨酸激酶轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞增殖與分化信號(hào)蛋白質(zhì)酪氨酸激酶(ProteinTyrosinekinase,PTK)催化蛋白質(zhì)分子中的酪氨酸殘基磷酸化。酪氨酸磷酸化修飾的蛋白質(zhì)大部分對(duì)細(xì)胞增殖具有正向調(diào)節(jié)作用,無(wú)論是生長(zhǎng)因子作用后正常細(xì)胞的增殖、惡性腫瘤細(xì)胞的增殖,還是T細(xì)胞、B細(xì)胞或肥大細(xì)胞的活化都伴隨著瞬間發(fā)生的多種蛋白質(zhì)分子的酪氨酸磷酸化。目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)1.部分膜受體具有PTK功能這些受體被稱為受體型PTK。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上均為單次跨膜蛋白質(zhì),其胞外部分為配體結(jié)合區(qū),中間有跨膜區(qū),細(xì)胞內(nèi)部分含有PTK的催化結(jié)構(gòu)域。受體型PTK與配體結(jié)合后形成二聚體,同時(shí)激活其酶活性,使受體胞內(nèi)部分的酪氨酸殘基磷酸化(自身磷酸化)。磷酸化的受體募集含有SH2結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子,從而將信號(hào)傳遞至下游分子。目前七十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)生長(zhǎng)因子類受體屬于PTK部分受體型PTK結(jié)構(gòu)示意圖目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.細(xì)胞內(nèi)有多種非受體型的PTK這些PTK本身并不是受體。有些PTK是直接與受體結(jié)合,由受體激活而向下游傳遞信號(hào)。有些則是存在于胞質(zhì)或胞核中,由其上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子激活,再向下游傳遞信號(hào)。目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)基因家族名稱舉例細(xì)胞內(nèi)定位主要功能SRC家族Src、Fyn、Lck、Lyn等常與受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)接受受體傳遞的信號(hào)發(fā)生磷酸化而激活,通過(guò)催化底物的酪氨酸磷酸化向下游傳遞信號(hào)ZAP70家族ZAP70、Syk與受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)接受T淋巴細(xì)胞的抗原受體或B淋巴細(xì)胞的抗原受體的信號(hào)TEC家族Btk、Itk、Tec等存在于細(xì)胞質(zhì)位于ZAP70和Src家族下游接受T淋巴細(xì)胞的抗原受體或B淋巴細(xì)胞的抗原受體的信號(hào)JAK家族JAK1、JAK2、JAK3等與一些白細(xì)胞介素受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)介導(dǎo)白細(xì)胞介素受體活化信號(hào)核內(nèi)PTKAbl、Wee細(xì)胞核參與轉(zhuǎn)錄過(guò)程和細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)非受體型PTK的主要作用目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)三、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白可通過(guò)蛋白質(zhì)相互作用傳遞信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中有許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是沒(méi)有酶活性的蛋白質(zhì),它們通過(guò)分子間的相互作用被激活、或激活下游分子。這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子主要包括G蛋白、銜接蛋白和支架蛋白。目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)G蛋白的GTP/GDP結(jié)合狀態(tài)決定信號(hào)的傳遞鳥苷酸結(jié)合蛋白(guaninenucleotidebindingprotein,Gprotein)簡(jiǎn)稱G蛋白,亦稱GTP結(jié)合蛋白。分別結(jié)合GTP和GDP時(shí),G蛋白處于不同的構(gòu)象。結(jié)合GTP時(shí)處于活化形式,能夠與下游分子結(jié)合,并通過(guò)別構(gòu)效應(yīng)而激活下游分子。G蛋白自身均具有GTP酶活性,可將結(jié)合的GTP水解為GDP,回到非活化狀態(tài),停止激活下游分子。目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)G蛋白主要有兩大類:三聚體G蛋白:與7次跨膜受體結(jié)合,以α亞基(Gα)和β、γ亞基(Gβγ)三聚體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。低分子量G蛋白(21kD)目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)三聚體G蛋白介導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體傳遞的信號(hào)α亞基(Gα)β、γ亞基(Gβγ)具有多個(gè)功能位點(diǎn)α亞基具有GTP酶活性與受體結(jié)合并受其活化調(diào)節(jié)的部位βγ亞基結(jié)合部位GDP/GTP結(jié)合部位與下游效應(yīng)分子相互作用部位主要作用是與α亞基形成復(fù)合體并定位于質(zhì)膜內(nèi)側(cè);在哺乳細(xì)胞,βγ亞基也可直接調(diào)節(jié)某些效應(yīng)蛋白。目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)G蛋白通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體(Gprotein-coupledreceptors,GPCRs)與各種下游效應(yīng)分子,如離子通道、腺苷酸環(huán)化酶、PLC聯(lián)系,調(diào)節(jié)各種細(xì)胞功能。目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)2.低分子量G蛋白是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子低分子量G蛋白(21kD),它們?cè)诙喾N細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。Ras是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的小G蛋白,因此這類蛋白質(zhì)被稱為Ras超家族。目前已知的Ras家族成員已超過(guò)50種,在細(xì)胞內(nèi)分別參與不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)在細(xì)胞中還存在一些調(diào)節(jié)因子,專門控制小G蛋白活性:增強(qiáng)其活性的因子:如鳥嘌呤核苷酸交換因子(guaninenucleotideexchangefactor,GEF)和鳥苷酸釋放蛋白(guaninenucleotidereleaseprotein,GNRP);降低其活性的因子:如鳥嘌呤核苷酸解離抑制因子(guaninenucleotidedissociationinhibitor,GDI)和GTP酶活化蛋白(GAP)等。目前八十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)銜接蛋白和支架蛋白連接信號(hào)通路與網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一些環(huán)節(jié)是由多種分子聚集形成的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物(signalingcomplex)來(lái)完成信號(hào)傳遞的。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,針對(duì)不同外源信號(hào),可聚集形成不同成分的復(fù)合物。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物形成的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)相互作用。蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)則是各種蛋白質(zhì)分子中的蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域(proteininteractiondomain)。1.蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)信號(hào)通路中蛋白質(zhì)的相互作用目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域有如下特點(diǎn):①一個(gè)信號(hào)分子中可含有兩種以上的蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域,因此可同時(shí)結(jié)合兩種以上的其他信號(hào)分子;②同一類蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域可存在于不同的分子中。這些結(jié)構(gòu)域的一級(jí)結(jié)構(gòu)不同,因此選擇性結(jié)合下游信號(hào)分子;③這些結(jié)構(gòu)域沒(méi)有催化活性。目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子中蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域的分布和作用蛋白激酶BtkPHTHSH3SH2催化區(qū)銜接蛋白Grb2SH3SH2SH3轉(zhuǎn)錄因子statDNA結(jié)合區(qū)SH2TA細(xì)胞骨架蛋白tensin//SH2PTB目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域縮寫識(shí)別模體Srchomology2SH2含磷酸化酪氨酸模體Srchomology3SH3富含脯氨酸模體pleckstrinhomologyPH磷脂衍生物ProteintyrosinebindingPTB含磷酸化酪氨酸模體WWWW富含脯氨酸模體蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域及其識(shí)別模體目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)銜接蛋白(adaptorprotein)是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的接頭,通過(guò)連接上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子與下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子而形成轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物。大部分銜接蛋白含有2個(gè)或2個(gè)以上的蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域。2.銜接蛋白連接信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)*目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)3.支架蛋白保證特異和高效的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)支架蛋白(scaffoldingproteins)一般是分子量較大的蛋白質(zhì),可同時(shí)結(jié)合同一信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的多個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子組織在支架蛋白上的意義:①保證相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子容于一個(gè)隔離而穩(wěn)定的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路內(nèi),避免與其他不需要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)生交叉反應(yīng),以維持信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的特異性;②增加調(diào)控復(fù)雜性和多樣性。目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)腺苷環(huán)化酶(無(wú)活性)腺苷環(huán)化酶(有活性)激素(胰高血糖素、腎上腺素等)+受體ATPcAMP
PKA(無(wú)活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-P
PKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1––
–磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA(有活性)目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)第三節(jié)細(xì)胞受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
SignalPathwaysMediatedbyDifferentReceptors目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)離子通道受體G-蛋白偶聯(lián)受體單跨膜受體細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞膜受體受體目前九十頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)三類膜受體的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)一、細(xì)胞內(nèi)受體多通過(guò)分子遷移傳遞信號(hào)位于細(xì)胞內(nèi)的受體多為轉(zhuǎn)錄因子,與相應(yīng)配體結(jié)合后,能與DNA的順式作用元件結(jié)合,在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)。能與該型受體結(jié)合的信號(hào)分子有類固醇激素、甲狀腺素、維甲酸和維生素D等。目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)核受體結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制示意圖目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)激素反應(yīng)元件舉例激素舉例受體所識(shí)別的DNA特征序列腎上腺皮質(zhì)激素5’AGAACAXXXTGTTCT3’3’TCTTGTXXXACAAGA5’雌激素5’AGGTCAXXXTGACCT3’3’TCCAGTXXXACTGGA5’甲狀腺素5’AGGTCATGACCT3’3’TCCAGTACTGGA5’目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)二、離子通道受體將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)離子通道型受體是一類自身為離子通道的受體,它們的開放或關(guān)閉直接受化學(xué)配體的控制,被稱為配體-門控受體通道(ligand-gatedreceptorchannel)。配體主要為神經(jīng)遞質(zhì)。目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)乙酰膽堿受體的結(jié)構(gòu)與其功能目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)離子通道受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的最終作用是導(dǎo)致了細(xì)胞膜電位改變,即通過(guò)將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)而影響細(xì)胞功能的。離子通道型受體可以是陽(yáng)離子通道,如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體;也可以是陰離子通道,如甘氨酸和γ-氨基丁酸的受體。目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)三、G蛋白偶聯(lián)受體通過(guò)G蛋白和小分子信使介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)得名于這類受體的細(xì)胞內(nèi)部分總是與三聚體G蛋白結(jié)合,受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的第一步反應(yīng)都是活化G蛋白。G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)在結(jié)構(gòu)上為單體蛋白,氨基端位于細(xì)胞膜外表面,羧基端在胞膜內(nèi)側(cè),其肽鏈反復(fù)跨膜七次,因此又稱為七次跨膜受體。目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)GPCR是七跨膜受體(serpentinereceptor)目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(一)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路具有相同的基本模式
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基本模式:配體+受體+G蛋白效應(yīng)分子第二信使靶分子生物學(xué)效應(yīng)目前一百頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)\編于十九點(diǎn)(二)不同G蛋白偶聯(lián)受體可通過(guò)不同通路傳遞信號(hào)目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百一十二頁(yè)
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