第八章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)課件

第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞通訊的意義通過(guò)細(xì)胞通訊使細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境具備敏銳的感覺(jué)和反應(yīng)，例如營(yíng)養(yǎng)、信號(hào)分子、光暗、毒物、天敵等。細(xì)胞間通訊

交配因子、shmoos第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)指信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。如文字－聲音－電脈沖－神經(jīng)脈沖細(xì)胞間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相對(duì)簡(jiǎn)單，細(xì)胞外－細(xì)胞內(nèi)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞通訊的一般過(guò)程◆信號(hào)分子的產(chǎn)生信號(hào)分子◆細(xì)胞識(shí)別（Cellrecognition）受體蛋白◆信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（Signaltransduction）胞內(nèi)信號(hào)特定基因表達(dá)應(yīng)答反應(yīng)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞引起的反應(yīng)◆酶活性的變化◆細(xì)胞分化◆基因表達(dá)的變化◆細(xì)胞骨架構(gòu)型◆通透性的變化◆DNA合成活性的變化◆細(xì)胞死亡程序的變化等第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞信號(hào)的類(lèi)型一、通過(guò)分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行細(xì)胞間相互通訊：內(nèi)分泌－激素（進(jìn)入血液）旁分泌－局部介質(zhì)（如局部炎癥和傷口愈合）自分泌－細(xì)胞對(duì)自身分泌物產(chǎn)生反應(yīng)化學(xué)突觸－神經(jīng)遞質(zhì)（快速100m/s，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）二、依賴接觸－與膜結(jié)合的信號(hào)分子（例如在胚胎發(fā)育中細(xì)胞的分化）三、間隙連接第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞應(yīng)答的復(fù)雜性1每個(gè)細(xì)胞應(yīng)答有限的一組信號(hào)（取決于受體）2一個(gè)和同一類(lèi)受體結(jié)合的信號(hào)能引起靶細(xì)胞的多種效應(yīng)，如形狀、代謝、基因表達(dá)等3不同的細(xì)胞對(duì)同一信號(hào)的反應(yīng)可能不同4不同信號(hào)的組合效果第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)又稱信號(hào)通路，有以下特點(diǎn)：1它們把信號(hào)從接受部位傳遞到應(yīng)答部位2它們把信號(hào)變換為能刺激細(xì)胞反應(yīng)的某種分子形式3大多數(shù)情況下，信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)放大所接收的信號(hào)4信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)能分選信號(hào)，以至平行地影響幾個(gè)過(guò)程5信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的每一步易受到其他因素干擾第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)受體（receptor）概念:能夠識(shí)別和選擇結(jié)合信號(hào)分子并能引起一系列生物學(xué)效應(yīng)的生物大分子.多為糖蛋白存在部位◆細(xì)胞表面（表面受體）◆細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)受體）第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)受體的作用特性:◆結(jié)合特異性----與信號(hào)分子空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)◆效應(yīng)特異性◆受體交叉糖皮質(zhì)(激)素受體除同糖皮質(zhì)(激)素結(jié)合以外,還可同其它甾類(lèi)激素結(jié)合◆可逆性配體與受體的結(jié)合是可逆的?！籼囟ǖ慕M織定位受體在體內(nèi)的分布、種類(lèi)和數(shù)量均隨組織的不同而不同。第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第二信使第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)概念：大多數(shù)激素類(lèi)信號(hào)分子不能直接進(jìn)入細(xì)胞，只能通過(guò)同膜受體結(jié)合后進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換，通常把細(xì)胞外的信號(hào)稱為第一信使，而把細(xì)胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)物質(zhì)稱為第二信使。第二信息至少有兩個(gè)特征:▲第一信息同其膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)，僅在細(xì)胞內(nèi)部起作用▲能啟動(dòng)或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。目前公認(rèn)的第二信息有cAMP、DG、IP3、cGMP第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

信號(hào)傳導(dǎo)的分子開(kāi)關(guān)

作為分子開(kāi)關(guān)的兩類(lèi)蛋白1磷酸化控制的開(kāi)關(guān)蛋白，有很多本身就是蛋白激酶，從而組成磷酸化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致信號(hào)的放大、分流及調(diào)變2GTP結(jié)合蛋白，如G蛋白第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)注意：有開(kāi)必有關(guān)，激活與失活同樣重要第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞

多為基因調(diào)控蛋白如類(lèi)固醇激素（包括皮質(zhì)醇、雌二醇和睪酮）和甲狀腺激素第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)當(dāng)男性缺乏睪酮受體時(shí)，會(huì)全面表現(xiàn)出女性特征，這證明睪酮受體的關(guān)鍵作用，同時(shí)也說(shuō)明該受體介導(dǎo)多種細(xì)胞的不同效應(yīng)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)NO介導(dǎo)的信號(hào)通路直接激活酶，較涉及基因表達(dá)變化的反應(yīng)更為快速產(chǎn)自精氨酸，在許多組織中起局部介質(zhì)的作用利用硝化甘油治療心絞痛病人有幾百年歷史，N0松弛血管壁的作用揭示了硝化甘油作用的機(jī)制半衰期很短，5－10s靶分子：鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶，形成cGMP第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞

細(xì)胞表面受體主要類(lèi)型∶◆離子通道偶聯(lián)受體◆G-蛋白偶聯(lián)受體◆酶聯(lián)受體許多細(xì)胞外信號(hào)分子具有一種類(lèi)型以上的受體，如乙酰膽堿外源性物質(zhì)也能通過(guò)和受體結(jié)合干擾生理功能和感覺(jué)，如海洛因、辣椒粉。它們模擬天然配體，大多數(shù)藥物和毒素都是如此。第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)離子通道偶聯(lián)受體◆見(jiàn)于可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞，產(chǎn)生一種電效應(yīng)。常見(jiàn)于神經(jīng)系統(tǒng)和其它電興奮細(xì)胞如肌細(xì)胞◆受體本身就是形成通道的跨膜蛋白。如乙酰膽堿受體就是離子通道偶聯(lián)受體?！羲鼈兌酁閿?shù)個(gè)亞基組成的寡聚體蛋白,除有配體結(jié)合部位外,本身就是離子通道的一部分,并籍此將信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)。第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)G蛋白偶聯(lián)受體細(xì)胞表面受體的最大家族，其信號(hào)分子包括激素、局部介質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)所有的G蛋白偶聯(lián)受體都具有相似的結(jié)構(gòu)，七次跨膜第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)G-蛋白G蛋白:三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白.◆組成:

一般由三個(gè)亞基組成,分別叫α、β、γ，β、γ兩亞基通常緊密結(jié)合在一起，只有在蛋白構(gòu)象改變時(shí)才分開(kāi)◆功能位點(diǎn):α亞基具有三個(gè)功能位點(diǎn)：①GTP結(jié)合位點(diǎn);②鳥(niǎo)苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位點(diǎn);③腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合位點(diǎn)。第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)α亞基具有內(nèi)在的GTP水解酶活性，從而關(guān)閉信號(hào)，霍亂毒素能破壞該水解酶活性第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路，根據(jù)引起的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的不同，分為：◆G蛋白調(diào)節(jié)的離子通道◆cAMP信號(hào)通路◆磷脂酰肌醇信號(hào)通路第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)G蛋白調(diào)節(jié)的離子通道存在于心肌細(xì)胞中，使心搏減緩第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)cAMP信號(hào)通路◆cAMP信號(hào)途徑又稱PKA系統(tǒng)，是蛋白激酶A系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱；◆在該系統(tǒng)中，細(xì)胞外信號(hào)要被轉(zhuǎn)換成第二信息cAMP引起細(xì)胞反應(yīng)◆cAMP的合成和降解，在細(xì)胞內(nèi)的濃度迅速變化◆cAMP介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)多是增加代謝燃料的消耗速度。例如人受驚嚇或激動(dòng)時(shí)，釋放腎上腺素，其結(jié)合多種細(xì)胞的G蛋白偶聯(lián)受體，導(dǎo)致cAMP濃度增加，在骨骼肌中，介導(dǎo)糖原分解，在脂肪細(xì)胞中，介導(dǎo)脂肪分解，在心臟，介導(dǎo)心率增加第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)cAMP的合成與降解第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)蛋白激酶A的作用機(jī)理被激活的蛋白激酶A可以以兩種方式起作用:PKA使其靶酶磷酸化：絲氨酸、蘇氨酸殘基直接激活特定的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)對(duì)細(xì)胞外信號(hào)的快反應(yīng)和慢反應(yīng)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)

磷脂酰肌醇信號(hào)通路

激活膜結(jié)合酶磷脂酶C，其作用于膜肌醇磷脂，產(chǎn)生兩種信使分子：肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DG）第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)Ca2+

的一般功能：在受精卵中其濃度上升，觸發(fā)胚胎發(fā)育；在肌細(xì)胞中引起收縮；在許多分泌細(xì)胞中啟動(dòng)分泌Ca2+對(duì)大部分蛋白的作用是間接的，它通過(guò)Ca2+結(jié)合蛋白來(lái)進(jìn)行0S10S20S40S海星卵子受精啟動(dòng)胞質(zhì)溶膠鈣離子的增加第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)◆受體蛋白既是受體又是酶，一旦與配體結(jié)合即具有酶活性并將信號(hào)放大，又稱催化受體◆結(jié)構(gòu)上多為單次跨膜蛋白◆這類(lèi)受體傳導(dǎo)的信號(hào)主要與細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂有關(guān)，腫瘤相關(guān)酶聯(lián)受體第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)受體酪氨酸激酶第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)也能夠激活磷脂酶C突變能導(dǎo)致腫瘤失活途徑：1通過(guò)蛋白酪氨酸磷酸酶終止激活2通過(guò)胞吞作用被帶入細(xì)胞內(nèi)，隨后在溶酶體體內(nèi)經(jīng)消化而被破壞第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)單體GTP結(jié)合蛋白R(shí)as所有受體酪氨酸激酶都與Ras相關(guān)聯(lián)Ras的作用方式類(lèi)似于G蛋白的α亞基第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)Ras促進(jìn)磷酸化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化是Ras信號(hào)通路的典型結(jié)果突變的