《細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)》課件

《細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)》歡迎來到《細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)》課程！讓我們一起探索細(xì)胞如何進(jìn)行交流和響應(yīng)外部環(huán)境。引言：細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)細(xì)胞生命的基石細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，它調(diào)控著細(xì)胞的生長、發(fā)育、代謝、分化和死亡等一系列重要過程。外部環(huán)境的響應(yīng)細(xì)胞通過接收來自外界環(huán)境的信號(hào)，并將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)，適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的概念信息傳遞細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)是指細(xì)胞接收來自外界或細(xì)胞內(nèi)部的信號(hào)，并將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，最終引起細(xì)胞功能改變的過程。信號(hào)級聯(lián)信號(hào)傳遞是一個(gè)復(fù)雜的過程，它通常涉及多個(gè)信號(hào)分子和蛋白之間的相互作用，形成信號(hào)級聯(lián)反應(yīng)。細(xì)胞膜受體類型受體酶具有酶活性的受體，如酪氨酸激酶受體和絲氨酸/蘇氨酸激酶受體。G蛋白偶聯(lián)受體與G蛋白偶聯(lián)的受體，通過激活G蛋白來傳遞信號(hào)。離子通道受體通過改變細(xì)胞膜的離子通透性來傳遞信號(hào)。核受體位于細(xì)胞核內(nèi)的受體，直接與靶基因結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。受體酶活性機(jī)制配體結(jié)合信號(hào)分子（配體）與受體結(jié)合，激活受體的酶活性。自磷酸化受體自身磷酸化，形成新的結(jié)合位點(diǎn)，招募下游信號(hào)蛋白。信號(hào)傳遞下游信號(hào)蛋白被激活，傳遞信號(hào)至細(xì)胞內(nèi)部，最終引起細(xì)胞反應(yīng)。G蛋白偶聯(lián)受體信號(hào)通路1配體與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合。2受體激活G蛋白，使G蛋白的α亞基與GDP分離，結(jié)合GTP。3激活的G蛋白α亞基與效應(yīng)蛋白（如腺苷酸環(huán)化酶）結(jié)合，產(chǎn)生第二信使（如cAMP）。4第二信使激活下游蛋白激酶，傳遞信號(hào)至細(xì)胞內(nèi)部。離子通道偶聯(lián)受體信號(hào)通路配體與離子通道受體結(jié)合。受體發(fā)生構(gòu)象變化，打開或關(guān)閉離子通道。離子流進(jìn)或流出細(xì)胞，改變細(xì)胞膜電位，傳遞信號(hào)。細(xì)胞膜電位變化引起一系列細(xì)胞反應(yīng)。酪氨酸酶偶聯(lián)受體信號(hào)通路1配體結(jié)合信號(hào)分子與受體結(jié)合。2受體自磷酸化受體自身磷酸化。3招募下游蛋白招募下游信號(hào)蛋白。4信號(hào)傳遞傳遞信號(hào)至細(xì)胞內(nèi)部。5細(xì)胞反應(yīng)引起細(xì)胞反應(yīng)。核受體信號(hào)通路1配體進(jìn)入細(xì)胞脂溶性信號(hào)分子進(jìn)入細(xì)胞。2配體與受體結(jié)合信號(hào)分子與核受體結(jié)合。3受體轉(zhuǎn)位受體轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核。4調(diào)控基因表達(dá)受體與靶基因結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。細(xì)胞信號(hào)分子的種類和特點(diǎn)1激素由內(nèi)分泌腺分泌，通過血液循環(huán)傳遞信號(hào)。2神經(jīng)遞質(zhì)由神經(jīng)元分泌，在突觸間傳遞信號(hào)。3生長因子促進(jìn)細(xì)胞生長和增殖。4細(xì)胞因子調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和細(xì)胞分化。二次信使系統(tǒng)cAMP由腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成。Ca2+通過改變細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度來傳遞信號(hào)。DAG由磷脂酰肌醇水解產(chǎn)生。蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)磷脂酰肌醇代謝信號(hào)途徑1信號(hào)分子與受體結(jié)合，激活磷脂酶C。2磷脂酶C催化磷脂酰肌醇水解，產(chǎn)生DAG和IP3。3DAG激活蛋白激酶C，IP3釋放細(xì)胞內(nèi)鈣離子。4鈣離子與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，激活下游蛋白，傳遞信號(hào)。環(huán)狀核苷酸信號(hào)途徑信號(hào)分子與受體結(jié)合，激活腺苷酸環(huán)化酶。腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成cAMP。cAMP激活蛋白激酶A，傳遞信號(hào)至細(xì)胞內(nèi)部。蛋白激酶A磷酸化下游蛋白，引起細(xì)胞反應(yīng)。細(xì)胞鈣信號(hào)調(diào)控機(jī)制鈣離子通道細(xì)胞膜上的鈣離子通道控制著鈣離子進(jìn)出細(xì)胞。鈣庫細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體儲(chǔ)存著大量的鈣離子。鈣結(jié)合蛋白鈣調(diào)蛋白和鈣結(jié)合蛋白參與鈣信號(hào)的傳遞和調(diào)控。神經(jīng)遞質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)釋放神經(jīng)元在突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)。受體結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜的受體結(jié)合。信號(hào)傳遞受體激活下游信號(hào)通路，引起突觸后神經(jīng)元的興奮或抑制。細(xì)胞生長因子信號(hào)通路1生長因子與受體結(jié)合，激活受體的酪氨酸激酶活性。2受體自磷酸化，招募下游信號(hào)蛋白，如Ras蛋白。3Ras蛋白激活MAPK級聯(lián)反應(yīng)，傳遞信號(hào)至細(xì)胞核。4信號(hào)通路最終導(dǎo)致基因表達(dá)改變，促進(jìn)細(xì)胞生長和增殖。細(xì)胞因子信號(hào)通路細(xì)胞因子與受體結(jié)合，激活受體的酪氨酸激酶活性。受體自磷酸化，招募下游信號(hào)蛋白，如JAK蛋白。JAK蛋白激活STAT蛋白，STAT蛋白轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。信號(hào)通路最終導(dǎo)致免疫反應(yīng)和細(xì)胞分化改變。細(xì)胞分化調(diào)控信號(hào)1外部信號(hào)生長因子、細(xì)胞因子等。2受體激活信號(hào)分子與受體結(jié)合。3信號(hào)級聯(lián)激活一系列下游信號(hào)通路。4基因表達(dá)改變調(diào)節(jié)特定基因表達(dá)。5細(xì)胞分化細(xì)胞發(fā)生形態(tài)和功能改變。細(xì)胞凋亡信號(hào)通路1凋亡信號(hào)DNA損傷、生長因子缺乏等。2受體激活死亡受體或線粒體釋放凋亡蛋白。3執(zhí)行蛋白激活Caspase蛋白被激活。4細(xì)胞凋亡細(xì)胞發(fā)生凋亡，被清除。細(xì)胞周期調(diào)控信號(hào)1生長因子促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程。2DNA損傷信號(hào)阻止細(xì)胞周期進(jìn)程。3細(xì)胞周期蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶活性。4CDK抑制劑抑制CDK活性，阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程。細(xì)胞信號(hào)失調(diào)與疾病癌癥生長因子信號(hào)通路異常激活，導(dǎo)致細(xì)胞無限增殖。炎癥細(xì)胞因子信號(hào)通路失調(diào)，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)過度或持續(xù)。神經(jīng)退行性疾病神經(jīng)遞質(zhì)信號(hào)通路受損，導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。細(xì)胞信號(hào)跨膜傳遞的特點(diǎn)特異性信號(hào)分子與特定受體結(jié)合，傳遞特定信號(hào)。靈敏性細(xì)胞可以對極微量的信號(hào)分子做出反應(yīng)。放大效應(yīng)信號(hào)傳遞過程中，信號(hào)被放大，引起細(xì)胞反應(yīng)。細(xì)胞信號(hào)通路的整合調(diào)控多級調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路之間相互作用，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行整合調(diào)控。正負(fù)反饋信號(hào)通路之間存在正反饋和負(fù)反饋機(jī)制，保證信號(hào)傳遞的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。細(xì)胞信號(hào)的時(shí)空調(diào)控時(shí)間調(diào)控信號(hào)通路在不同時(shí)間點(diǎn)發(fā)揮不同的作用。空間調(diào)控信號(hào)通路在細(xì)胞的不同區(qū)域發(fā)揮不同的作用。細(xì)胞信號(hào)通路的檢測技術(shù)免疫熒光染色檢測細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白的表達(dá)和定位。蛋白質(zhì)印跡法檢測細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白的表達(dá)量。基因芯片檢測細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的變化，揭示信號(hào)通路的影響。細(xì)胞信號(hào)通路在疾病診斷和治療中的應(yīng)用1藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)2藥物篩選3藥物開發(fā)4疾病診斷未來細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)研究的方向新型信號(hào)分子和受體的發(fā)現(xiàn)