細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

1、第十一章細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)Cell Communication & Signaling,細胞生活在社會中單細胞：細胞與環(huán)境多細胞：細胞與細胞、與環(huán)境,細胞生存要求它們能感知環(huán)境中信號，并對之作出反應(yīng)。多細胞生物的不同細胞之間需要協(xié)調(diào)互相關(guān)系，共同應(yīng)對環(huán)境信號。這些需求通過細胞通訊和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)實現(xiàn)。,細胞通訊： 細胞之間可以通過分泌信號分子或直接 接觸而相互實施調(diào)控。 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)： 細胞感受環(huán)境信號

2、、把這種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)入 細胞內(nèi)，并做出反應(yīng)的過程。,酵母對鄰近細胞釋放的交配因子發(fā)生反應(yīng)而形成朝向因子源頭的突起 shmoos,卵子受精引發(fā)胞質(zhì)溶膠鈣離子快速增加，并形成從精子進入部位向整個細胞播散的鈣波。這個鈣波刺激質(zhì)膜發(fā)生改變，防止其他精子進入，并啟動受精卵發(fā)育受精中得鈣波,信號： 物理性－光、溫度、壓力、輻射等 化學(xué)性－激素、生長因子、細胞因子、

3、 神經(jīng)遞質(zhì)、氣體等細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)： 細胞感受環(huán)境信號、把這種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)入細胞內(nèi)，并做出反應(yīng)的過程。細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是細胞對環(huán)境做出反應(yīng)及細胞之間相互通訊、調(diào)控的手段。,,,細胞對信號的反應(yīng):,1.細胞質(zhì)：蛋白質(zhì)活性改變2.細胞核： 基因表達改變- 轉(zhuǎn)錄出新的或更多的蛋白質(zhì),細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究內(nèi)容,對環(huán)境作出反應(yīng)：皮膚黑素細胞在紫外線照射下黑色素生成增多視網(wǎng)膜視桿細胞的感光作用細胞之間的通訊

4、：心肌細胞的同步跳動運動神經(jīng)末梢對肌肉的支配雄激素對靶細胞的作用中性粒細胞的趨化運動,上世紀90年代以來信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究領(lǐng)域獲諾貝爾獎的科學(xué)家,1991，Nelzer和sokmann：離子通道1992，Krebs和Fisher： 糖原代謝中蛋白質(zhì)的可逆磷酸化1994，Gilman和Rodbell： G蛋白信號傳導(dǎo)1998, Palmer，NO的信號傳導(dǎo)2003年，Agre 和MacKinnon，水通道和離子通道,第一節(jié)

5、 細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本知識第二節(jié) 受體及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑第三節(jié) 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)節(jié)第四節(jié) 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之間的 相互作用,第一節(jié) 細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本知識,一、細胞通訊的分類二、細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成三、細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一些特點,一、細胞通訊的分類 1. 接觸依賴型 2. 旁分泌型 3. 突觸型 4. 內(nèi)分泌型 5. 自分泌型 6. 間隙連接型,

6、1. 接觸依賴型,2. 旁分泌型,3. 突觸型,5. 自分泌型,4. 內(nèi)分泌型,6. 間隙連接型,GAP JUNCTION,AUTOCRINE,細胞通訊的分類(信號發(fā)放細胞-靶細胞),1. 接觸依賴型 錨著于質(zhì)膜上的信號分子直接接觸靶細胞質(zhì)膜 上受體。如膜抗原遞呈分子被免疫細胞識別。2. 旁分泌型 信號釋放至附近基質(zhì)，

7、作用于局部。如生長因子。3. 突觸型 信號為神經(jīng)遞質(zhì)，釋放至突觸間隙，作用于突觸后 膜（另一個神經(jīng)元）。如乙酰膽堿與其受體。4. 內(nèi)分泌型 信號為激素，經(jīng)血液作用于全身靶細胞。如性激 素與其受體。5. 自分泌型 信號釋放至周圍基質(zhì)，作用于自身。如細胞因子。6. 間隙連接型 信號經(jīng)縫隙連接作用于相鄰細胞。如cAMP。,二、細胞

8、通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本模式: 細胞外信號分子被細胞的信號接收裝置(受體)所感知,然后細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置(一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白)被依次激活,信號借此逐步傳遞下去,最后,特定的靶蛋白(參與代謝的酶、基因調(diào)節(jié)蛋白、細胞骨架蛋白等)被激活，由此引起細胞的各種反應(yīng)。,二、細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成,信號接收裝置,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置,靶蛋白,信號分子,效應(yīng),二、細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成：1. 信

9、號接收裝置2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置3. 第二信使,,信號接收裝置: 入室線座(電信號) -膜受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置: 座機 -轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白信號傳出裝置: 聽筒(聲音) -第二信使,信號：黃體生成素細胞：睪丸間質(zhì)細胞反應(yīng)：雄激素生成增多,細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖,受體: 位于細胞膜表面或細胞內(nèi)部的一類特殊蛋白質(zhì),能特異地識別信號分子(配體),并以很高的親和力與之結(jié)合,從

10、而啟動細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。1. 細胞表面受體(膜受體)－其配體為水溶性2. 細胞內(nèi)受體（核受體）－其配體為脂溶性,信號接收裝置-受體 receptors,信號接收裝置-受體 receptors細胞表面受體 (膜受體membrane receptors) －其配體為水溶性2. 細胞內(nèi)受體 （核受體nuclear receptors） －其配體為脂溶性,膜受體種類： 1. 離子通道偶聯(lián)受體

11、 存在于電興奮性細胞（神經(jīng)、肌肉細胞）之間的突觸部位，是神經(jīng)遞質(zhì)的受體，將化學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。如乙酰膽堿受體。2. G蛋白偶聯(lián)受體 許多激素和神經(jīng)遞質(zhì)的受體, 如腎上腺素受體。3. 酶偶聯(lián)受體 生長因子和細胞因子的受體。其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域本身具有酶活性或與酶偶聯(lián)。,,,信號接收裝置:膜受體,,G蛋白偶聯(lián)受體,離子通道偶聯(lián)受體,酶偶聯(lián)受體,1、一系列蛋白質(zhì) 2、依次經(jīng)歷活化-失活,構(gòu)成從膜受體到細

12、 胞核之間的信號傳導(dǎo)鏈。,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置-轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白 transduction proteins,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置:轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,1.接力蛋白-將信號傳至相鄰下游分子2.信使蛋白-將信號傳至細胞內(nèi)另一亞區(qū)3.接合蛋白-通過特定結(jié)構(gòu)域偶聯(lián)其上下分子4.信號放大蛋白-生成大量調(diào)節(jié)性小分子即第二信使5.信號轉(zhuǎn)換蛋白-將信號轉(zhuǎn)換成另一種形式6.切分蛋白-接收一條線路輸出至多條7.整合蛋白-接收多條線路并整合/輸出至一條8.潛在基因調(diào)節(jié)蛋白-

13、膜受體自身活化后移入核內(nèi),信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置:轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,圖15－16,接合蛋白信號放大蛋白,,,－在細胞內(nèi)信號途徑上某些節(jié)點快速大量增多、能迅速將信號播散至各個下游通路的小分子。又被稱為第二信使（胞外信號為第一信使）,腺苷酸環(huán)化酶(AC),,AMP,cAMP,,細胞內(nèi)信使 intracellular messenger,細胞內(nèi)信使 (第二信使)－在細胞內(nèi)信號途徑上某些節(jié)點快速大量增多、能迅速將信號播散至各個下游通路的小分子。,信號從轉(zhuǎn)導(dǎo)

14、蛋白經(jīng)細胞內(nèi)信使向下游擴散：G蛋白激活后激活腺苷酸環(huán)化酶(AC),導(dǎo)致cAMP大量產(chǎn)生,ATP,cAMP,大量信使分子cAMP迅速擴散,作用于細胞內(nèi)各部分的其他轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白或靶蛋白.,AC,,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)信號接收裝置：膜受體LHR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置：G蛋白、cAMP依賴的蛋白激酶第二信使：cAMP 靶蛋白：類固醇合成酶系SGEs、 cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白CREB,信號接收裝置,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,,,

15、,細胞內(nèi)信使(第二信使),,靶蛋白,,,信號黃體生成素LH,反應(yīng)雄激素生成增多,,,,,三、細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一些特點1. 信號組合及其效應(yīng)2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的“ 分子開關(guān)”特性3. 信號蛋白通過特定結(jié)構(gòu)域相互作用4. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成,1. 信號組合及其效應(yīng),同一細胞對不同的信號(或其組合)有不同的反應(yīng) EGF: 分裂 RA: 分化 TNF: 死亡 腎上腺素: 特化的生物學(xué)行

16、為,如分泌,收縮,糖原分解,不同細胞對同一信號如乙酰膽堿有不同反應(yīng) 心肌細胞: 心率及收 縮力降低 唾液腺細胞: 分泌唾液 骨骼肌細胞: 收縮,同一細胞對不同的信號(或其組合)有不同的反應(yīng),不同細胞對同一信號 如乙酰膽堿有不同反應(yīng),1、磷酸化-去磷酸化 phosphorylation-dephosphorylation,2、G蛋白 (G prot

17、ein)上GTP-GDP,2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的“ 分子開關(guān)”特性,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白收到上游信號后迅速活化，在活化狀態(tài)下完成信號向下游傳遞，然后自身失活，恢復(fù)非活化狀態(tài)，以接收新一次的上游信號。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白每經(jīng)歷一次 活化－非活化 變換， 就傳導(dǎo)一次信號。具有這種特征的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白叫作 分子開關(guān)。有兩大類型：,磷酸化-去磷酸化phosphorylation-dephosphorylation,2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的“ 分子開關(guān)”特性,激

18、酶（kinase）使底物磷酸化磷酸酶（phosphotase）使底物去磷酸化每個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白可以是激酶的底物，自身又可以作為激酶，使其他底物磷酸化，從而將信號逐級傳遞并放大,GTP結(jié)合蛋白(GTP binding protein),2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的“ 分子開關(guān)”特性,G蛋白就是GTP結(jié)合蛋白， 能與GTP結(jié)合并能水解GTPG蛋白與GTP結(jié)合時為活化狀態(tài)， 將信號向下游傳遞。GTP被水解成GDP后G蛋白失活。,3. 信號蛋白通

19、過特定結(jié)構(gòu)域相互作用,許多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白之間可以通過能互相識別的特定結(jié)構(gòu)域發(fā)生直接的相互作用，發(fā)生聚合，形成三維網(wǎng)絡(luò)，由此決定信號的傳遞途徑。 這些結(jié)構(gòu)域有相似結(jié)構(gòu)。,3. 信號蛋白通過特定結(jié)構(gòu)域相互作用,4. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成,通過形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體, 提高信號轉(zhuǎn) 導(dǎo)的速度、效率和特異性。 兩種形式：1〕通過腳手架蛋白把一組轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白組織為一個信號 轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體。2〕激活的受體胞內(nèi)段暫時性地為多個轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白提供

20、 錨定位點，復(fù)合體形成。,4. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體的形成,1. 腳手架蛋白把一組轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白 組織為一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體,2. 受體胞內(nèi)段暫時地為多個轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白提供錨定位點, 從而 形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體,第二節(jié) 受體及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,一、G蛋白偶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑二、 酶偶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑三、 受調(diào)蛋白水解依賴的受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑四、 細胞內(nèi)受體,G蛋白偶聯(lián)受體 (G protein- coup

21、led receptor,GPR),CREB,CRE,結(jié)果:糖元合成減少分解增多,一.G蛋白偶聯(lián)受體激活途徑 －例如：腎上腺素促發(fā)肌肉細胞糖原分解成葡萄糖,,,G蛋白偶聯(lián)受體的激活,,,,信號分子激活膜受體,受體激活G蛋白(GDP變成GTP),G蛋白激活A(yù)C,自己失活(GTP變成GDP). AC產(chǎn)生cAMP,自己失活.,AC產(chǎn)生cAMP,cAMP激活A(yù)激酶,A激酶激活CREB, CREB結(jié)合至CRE

22、,啟動基因轉(zhuǎn)錄.,,,GPR-cAMP-PKA信號途徑,GPR-cAMP-PKA信號途徑,配體可以是激素等 受體激活后激活G蛋白，活化G蛋白激活腺苷酸環(huán)化 酶(AC) AC以ATP為原料，快速大量生成cAMP cAMP激活PKA PKA是激酶，通過使底物發(fā)生磷酸化而引起各種生理 效應(yīng),GPR-cAMP-PKA信號途徑調(diào)節(jié)的一些生理活動,糖原分解類固醇激素合成,G蛋白偶聯(lián)受體,二.酶偶聯(lián)受體激活途徑(受體酪氨酸激酶

23、)－例如: 生長因子促進細胞增殖,,信號分子結(jié)合至膜受體(RTK),受體發(fā)生二聚化和磷酸化而激活.,Sos激活Ras, 活化的Ras 將信號傳導(dǎo)下去, 主要下游途徑是MAPK,促進有絲分裂.,激活的RTK通過接合蛋白Grb2與Sos結(jié)合, 形成信號復(fù)合體(RTK-Grb2-Sos).,RTK-Ras-MAPK信號途徑,MAPK途徑,(MAPK: 絲裂原激活蛋白激酶，激活后促進細胞分裂),RTK-Ras-MAPK信號途徑,

24、配體為生長因子受體聚合為寡聚體自身磷酸化，構(gòu)象變化通過接合蛋白（含SH2結(jié)構(gòu)域）Grb2和Sos 激活RasRas引起MAPKKK-MAPKK-MAPK級聯(lián)激活最終激活轉(zhuǎn)錄因子: cMyc, cJun, cFos (轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到基因啟動子，促進轉(zhuǎn)錄出促增殖蛋白質(zhì)。）,RTK-Ras-MAPK信號途徑調(diào)節(jié)的一些生理活動,青春期骨骺端軟骨細胞分裂創(chuàng)傷愈合中的細胞擴增,三. 受調(diào)蛋白水解依賴的受體信號 轉(zhuǎn)導(dǎo)

25、途徑－例如：腫瘤壞死因子造成細胞死亡,膜受體激活,通過接合蛋白激活受體作用蛋白激酶RIP, 后者又激活一系列激酶. 抑制性信號分子被磷酸化,再被泛素化,然后經(jīng)歷蛋白水解. 轉(zhuǎn)錄因子被解除抑制而激活,進入胞核,與DNA作用促進新蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄.,,四. 細胞內(nèi)受體(核受體) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 －例如：皮質(zhì)激素促進脂肪細胞增多和特殊分布,,,疏水性信號分子： 甾體類激素、 甲狀腺素、 維生素D3、維甲酸受

26、體本身是轉(zhuǎn)錄因子受體與DNA結(jié)合造成靶基因活化,皮質(zhì)醇,質(zhì)膜,細胞內(nèi)受體蛋白,,激活的靶基因,轉(zhuǎn)錄,細胞核,DNA,RNA,細胞內(nèi)受體(核受體) 激活效應(yīng) 原發(fā)/繼發(fā),,皮質(zhì)激素,細胞內(nèi)受體,,DNA,激活靶基因轉(zhuǎn)錄出新的蛋白質(zhì),新的蛋白質(zhì)對另一些基因起調(diào)控作用促進或抑制其轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor),在GPCR-cAMP-PKA途徑中有CREB在RTK-Ras-MAPK途徑中有cMyc, cJ

27、un, cFos在受調(diào)蛋白水解依賴的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中有NF-κB 在核受體信號途徑中, 核受體自身為轉(zhuǎn)錄因子。,轉(zhuǎn)錄因子就是基因調(diào)控蛋白，通過與DNA上基因調(diào)控序列結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。,第三節(jié) 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)節(jié),一、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一過性二、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的記憶性三、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的放大效應(yīng)四、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的負性調(diào)節(jié),保證信號傳遞一過性的機制:1. 受體和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的快速活化-失活2. 第二信使的快速產(chǎn)生-降解信號轉(zhuǎn)導(dǎo)一過性的意義:降低

28、背景, 保證對連續(xù)信號的靈敏應(yīng)答限制時間, 保證信號強度適度,一、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一過性,二、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的記憶性,某些情況下, 在上游信號已經(jīng)終止后, 某些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白扔保持一定時間的持續(xù)活化狀態(tài), 表現(xiàn)出記憶性 這種持續(xù)活化(記憶)是受到嚴格調(diào)控的,三、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的放大效應(yīng),放大效應(yīng): 少量胞外信號分子—大量胞內(nèi)效應(yīng)分子1個受體/配體復(fù)合物激活多個G蛋白1個G蛋白激活多個AC1個AC產(chǎn)生多個cAMP1個cAMP激活多個PKA

29、 (級聯(lián)反應(yīng) cascade) 放大效應(yīng)也是嚴格受控的,信號傳導(dǎo)中的級聯(lián)反應(yīng)(Cascade)：放大效應(yīng),四、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的負性調(diào)節(jié),概念:利用負反饋機制終止某節(jié)點的信號意義:保證對外來信號作出適度、精確的反應(yīng)表現(xiàn)方面：1、受體2、抑制性蛋白3、分子開關(guān),受體減量,受體失敏,受體滯留,受體失敏、滯留和減量調(diào)節(jié) 信號被預(yù)置性抑制蛋白所抑制 信號造成抑制蛋白活化或產(chǎn)生，后者反饋地作用于信號,信號被抑制,抑制蛋白產(chǎn)生,G

30、蛋白—cAMP信號系統(tǒng)的負性調(diào)節(jié) 受體的調(diào)節(jié) G蛋白的一過性激活 cAMP的快速降解 CREB去磷酸化調(diào)節(jié) G蛋白偶聯(lián)受體多肽鏈多處位點的自發(fā)突變能夠 導(dǎo)致受體持續(xù)激活，從而引起多種疾病，如TSH受 體第三環(huán)的點突變引起甲狀腺腺瘤合并甲亢，LH 受體的突變引起家族性性早熟,第四節(jié) 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之間的相互作用（略）,一、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之間的交談二、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的形成三、信號

31、網(wǎng)絡(luò)中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的專一性,各條途徑有相互作用，甚至形成網(wǎng)絡(luò)以互相協(xié)調(diào)，但又保持專一性。,激素與生長因子信號系統(tǒng)之間的交談,,,G蛋白偶聯(lián)受體,與受體酪氨酸激酶兩條途徑,共用部分環(huán)節(jié),激酶激活,肌肉收縮時腎上腺素和神經(jīng)沖動對糖元分解的協(xié)調(diào),糖元降解增加,糖元合成減少,能量供應(yīng)增加,,,饑餓時肝細胞中腎上腺素對糖元分解的協(xié)調(diào),糖元降解增加,糖元合成減少,血糖升高，能量供應(yīng)增加,,,,,,細胞核,細胞質(zhì),細胞外,胞間信使,第二

32、信使,第一信使,看－視網(wǎng)膜光感受細胞中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),本章重點,重點掌握系通訊和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本知識 1、細胞通訊： 細胞之間可以通過分泌信號分子或直接 接觸而相互實施調(diào)控。2、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)： 細胞感受環(huán)境信號、把這種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)入 細胞內(nèi)，并做出反應(yīng)的過程。,Movie1,Movie2,本章重點,3、細胞通訊有6類：1. 接觸依賴型2. 旁分泌型3. 突觸型4. 內(nèi)分泌型5. 自分

33、泌型6. 間隙連接型,本章重點,4、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本模式: 細胞外信號分子被細胞的信號接收裝置(受體)所感知,然后細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置(一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白)被依次激活,信號借此逐步傳遞下去,最后,特定的靶蛋白(參與代謝的酶、基因調(diào)節(jié)蛋白、細胞骨架蛋白等)被激活，由此引起細胞的各種反應(yīng)。,本章重點,5、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成（細胞內(nèi)主要成分）：1. 信號接收裝置2. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置3. 第二信使,本章重點,6、受體

34、是位于細胞膜表面或細胞內(nèi)部的一類特殊蛋白質(zhì),能特異地識別信號分子(配體),并以很高的親和力與之結(jié)合,從而啟動細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。有兩類： 1. 細胞表面受體(膜受體)－其配體為水溶性 2. 細胞內(nèi)受體（核受體）－其配體為脂溶性,本章重點,6、膜受體有3類： 1. 離子通道偶聯(lián)受體2. G蛋白偶聯(lián)受體3. 酶偶聯(lián)受體7、核受體本身是轉(zhuǎn)錄因子，與DNA結(jié)合造成靶基 因活化,本章重點,8、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置是

35、一系列蛋白質(zhì)， 依次經(jīng)歷 活化-失活,構(gòu)成從膜受體到細胞核之間的信 號傳導(dǎo)鏈。,本章重點,9、細胞內(nèi)信使是在細胞內(nèi)信號途徑上某些節(jié)點快速大量增多、能迅速將信號播散至各個下游通路的小分子, 又被稱為第二信使. 主要有 cAMP、cGMP、DG、IP。,本章重點,10、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白的“ 分子開關(guān)”特性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白收到上游信號后迅速活化，在活化狀態(tài)下完成信號向下游傳遞，然后自身失活，恢復(fù)非活化狀態(tài)，以接收新一次的上游

36、信號。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白每經(jīng)歷一次 活化－非活化 變換， 就傳導(dǎo)一次信號。具有這種特征的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白叫作 分子開關(guān)。有兩大類型：磷酸化-去磷酸化和G蛋白,思考題 第一部分,1. 解釋以下名詞，并整理每個名詞與其上下名詞的互相關(guān)系。細胞通訊 信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 受體 核受體 G蛋白偶聯(lián)受體 酶偶聯(lián)受體 受體失敏 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白 G蛋白 分子開關(guān) 第二信使 激酶2.簡述細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本模式,思考題 第二部分,一、細

37、胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)在細胞內(nèi)由哪些成分構(gòu)成？它 們各自在系統(tǒng)中起什么作用？二、在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白中，磷酸化-去磷酸化這一化學(xué) 修飾是怎樣發(fā)生的？造成什么效果？三、 G蛋白怎樣體現(xiàn)其分子開關(guān)的性質(zhì)？,,我知道你有些頭暈了，但不用擔(dān)心，你回去后，大腦中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)工作幾次，一切都會變得清楚。,,（三）細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成,信號接收裝置：受體 (膜、胞內(nèi))信號轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置：G蛋白、蛋白激酶、

38、 接合蛋白細胞內(nèi)信使： cAMP, cGMP, IP3, DG, Ca2+效應(yīng)分子： 轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白或信使的靶分子靶蛋白： 代謝酶、 基因調(diào)控蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）等,信號接收裝置－膜受體膜受體分類,G蛋白偶聯(lián)受體(G protein coupled receptor, GPCR)離子通道偶聯(lián)受體(Ion-couple

39、d receptor)酶活性相關(guān)受體1) 酪氨酸激酶偶聯(lián)受體 (Tyrosine kinase coupled receptor)2) 酪氨酸激酶活性受體(受體酪氨酸激酶, Receptor tyrosine protein, RTK)3) 其他酶活性受體,Ca2+作為細胞信使的基礎(chǔ),胞漿與胞內(nèi)Ca2+庫或胞外Ca2+存在巨大的濃度梯度化學(xué)特性決定了Ca2+易與靶蛋白形成特異、緊密的結(jié)

40、合高效率的Ca2+轉(zhuǎn)移系統(tǒng)： Ca2+泵、 Ca2+通道,,細胞通訊的6種類型,間隙連接,,,,,,1.,2.,6.,3.,4.,5.,,G蛋白偶聯(lián)受體的激活,,,,信號分子激活膜受體,受體激活G蛋白,G蛋白激活A(yù)C,自己失活. AC產(chǎn)生cAMP,自己失活.,AC產(chǎn)生cAMP,cAMP激活A(yù)激酶,A激酶激活CREB, CREB結(jié)合至CRE,啟動基因轉(zhuǎn)錄.,,,受體酪氨酸激酶的激活,二、酶偶聯(lián)受體激活途徑-例如: 生

41、長因子促進細胞增殖,,信號分子結(jié)合至膜受體,受體發(fā)生二聚化和磷酸化而激活.,激活的膜受體通過接合蛋白Grb2與Sos結(jié)合, 形成信號復(fù)合體(RTK-Grb2-Sos).,Sos激活Ras, 活化的Ras 將信號傳導(dǎo)下去, 主要下游途徑是MAPK,促進有絲分裂.,激素與生長因子信號系統(tǒng)之間的交談,,,,,,,,,,受體的負性調(diào)節(jié)失敏、滯留與減量調(diào)節(jié),失敏：磷酸化修飾減量調(diào)節(jié)：受體滯留后被降解，受體制造減少,受體激活,受體失敏,受體