第六章A-細(xì)胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

第六章細(xì)胞通訊與信號傳遞第一節(jié)細(xì)胞通訊與細(xì)胞識別第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞第三節(jié)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞思考題【要點(diǎn)綜述】細(xì)胞信號傳遞是細(xì)胞膜完成的重要功能之一，也是細(xì)胞生物學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。主要學(xué)習(xí)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用方式及主要途徑。本章要求學(xué)生熟練掌握細(xì)胞的信號分子、受體、、NO的細(xì)胞信使作用、離子通道偶聯(lián)的受體、G蛋白偶聯(lián)型的受體、酶偶聯(lián)的受體、cAMP信號通路、磷脂酰肌醇信號通路等，并且要理解細(xì)胞內(nèi)信號傳遞途徑的復(fù)雜性和網(wǎng)絡(luò)整合效應(yīng)?！局攸c(diǎn)與難點(diǎn)】細(xì)胞的信號分子、受體、第二信使與分子開關(guān)以及信號通路的種類；胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；G蛋白偶聯(lián)型的受體介導(dǎo)的信號通路；與酶偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號通路；建立細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體的印象。6.1.1細(xì)胞通訊(cellcommunication)是指一個細(xì)胞發(fā)出的信息可通過介質(zhì)傳遞到另一個細(xì)胞，通過受體的識別和信號傳遞作用引起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)。6.1細(xì)胞通訊與細(xì)胞識別

細(xì)胞通訊有三種方式：細(xì)胞分泌化學(xué)信號進(jìn)行細(xì)胞間通訊的方式：BAD6.1.2細(xì)胞識別與信號通路

細(xì)胞識別：是細(xì)胞通訊的一個重要環(huán)節(jié)

指細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號分子選擇性地相互作用，從而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。

信號通路：從細(xì)胞接受外界信號開始，通過一整套特定的機(jī)制，將胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號，到最終引起細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)所發(fā)生的反應(yīng)系列被稱為信號通路。通過胞外信號介導(dǎo)的細(xì)胞通訊的信號通路：

信號細(xì)胞合成并釋放信號分子-----信號分子運(yùn)送至靶細(xì)胞------信號分子與靶細(xì)胞受體特異性結(jié)合并導(dǎo)致受體激活------活化受體啟動細(xì)胞內(nèi)一種或多種信號轉(zhuǎn)到途徑------引發(fā)細(xì)胞功能、代謝或發(fā)育的改變------信號解除并導(dǎo)致細(xì)胞反應(yīng)終止。

6.1.3細(xì)胞的信號分子與受體6.1.3.1信號分子及類型

概念

◆生物體內(nèi)的一些化學(xué)分子●非營養(yǎng)物●非能源物質(zhì)●非結(jié)構(gòu)物質(zhì)●不是酶

◆主要是用來在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息◆親脂性信號分子：與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合●甾類激素●甲狀腺素◆親水性信號分子：與細(xì)胞表面受體結(jié)合●神經(jīng)遞質(zhì)●生長因子●局部化學(xué)遞質(zhì)●大多數(shù)激素

信號分子的類型信號分子的類型激素神經(jīng)遞質(zhì)局部化學(xué)遞質(zhì)◆NO氣體信號分子---明星分子

可溶性的氣體，產(chǎn)自精氨酸，在一些組織中作為局部化學(xué)遞質(zhì)起作用。NO能夠引起血管壁的平滑肌細(xì)胞松弛。NO很容易從制造的細(xì)胞中擴(kuò)散進(jìn)入鄰近的細(xì)胞,并且只能作用于相鄰細(xì)胞。NO作用的靶酶是鳥苷酸環(huán)化酶，使其活化,從而催化GTP形成cGMP。一氧化氮的信號作用內(nèi)皮細(xì)胞NO合酶鳥苷酸環(huán)化酶6.1.3.2受體及類型

一、概念：●能夠識別并選擇性結(jié)合某種配體（信號分子）并完成信號跨膜傳遞功能的大分子稱為信號分子受體。●受體結(jié)合特異性信號分子后被激活，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)將胞外信號轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)化學(xué)信號或物理信號，會引發(fā)兩種主要的細(xì)胞反應(yīng)：一是細(xì)胞內(nèi)預(yù)存蛋白活性與功能的改變，進(jìn)而影響細(xì)胞功能和代謝；二是影響細(xì)胞內(nèi)特殊蛋白的表達(dá)量?！窠^大多數(shù)受體都是蛋白質(zhì)且多為糖蛋白，少數(shù)受體是糖脂，也有些是糖蛋白和糖脂組成的復(fù)合物。二、信號分子受體類型：⒈細(xì)胞內(nèi)受體：存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或核基質(zhì)。識別和特異性結(jié)合親脂性信號分子。受胞外親脂性信號分子激活。⒉細(xì)胞表面受體識別和特異性結(jié)合親水性信號分子。受胞外親水性信號分子激活。分為離子通道耦聯(lián)受體、G蛋白耦聯(lián)受體和酶連受體三大家族。

細(xì)胞表面受體細(xì)胞內(nèi)受體⒊受體的分子結(jié)構(gòu)◆至少包括兩個功能區(qū)域：

結(jié)合配體（信號分子）的功能域，具有結(jié)合特異性；

產(chǎn)生效應(yīng)的功能域，具有效應(yīng)特異性。⒋受體與信號分子的特異性結(jié)合主要因素是受體與信號分子空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。二者之間的特異性結(jié)合不是簡單的一對一關(guān)系。不同靶細(xì)胞可能具有不同的受體，識別并結(jié)合同一種信號分子而產(chǎn)生不同的應(yīng)答反應(yīng)。不同的靶細(xì)胞可能具有相同的受體，識別并結(jié)合同一種信號分子而產(chǎn)生不同的應(yīng)答反應(yīng)。同一靶細(xì)胞上具有不同的受體，識別并結(jié)合不同的信號分子而產(chǎn)生相同的應(yīng)答反應(yīng)。同一靶細(xì)胞上具有一套多種類型的受體，應(yīng)答多種不同的胞外信號從而啟動細(xì)胞不同的生物學(xué)效應(yīng)。⒌外界信號刺激導(dǎo)致靶細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)的決定因素靶細(xì)胞受體對信號分子結(jié)合的特異性靶細(xì)胞本身固有的特征6.1.3.3第二信使與分子開關(guān)⒈第二信使激素作用的第二信使學(xué)說：第二信使的概念：

第二信使的兩個必備特征：▲是第一信使與膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)的、僅在細(xì)胞內(nèi)部起作用的信息分子；▲能啟動或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。

目前公認(rèn)的第二信使及其主要效應(yīng)：

cAMP、DAG、IP3、cGMP、Ca2+⒉分子開關(guān)蛋白定義：

在信號傳遞過程中，起著分子開關(guān)的作用，對某一步反應(yīng)既有激活作用又有終止或關(guān)閉作用的進(jìn)化上保守的胞內(nèi)蛋白質(zhì)。種類：兩類GTPase開關(guān)蛋白----GTP（鳥苷酸）結(jié)合蛋白通過磷酸化和去磷酸化作為“開關(guān)”機(jī)制的蛋白6.1.4細(xì)胞信號系統(tǒng)及其特性⒈信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成與信號蛋白⑴通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號途徑的4個步驟：特異性受體識別胞外信號分子------信號跨