細(xì)胞信號系統(tǒng)

1、細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)kinasesecond messengertranscription factorgene transcriptionligandreceptorion channelreceptorncellular signal transduction信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（singal transduction）：細(xì)胞外信號通過與細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)的受體特異性結(jié)合，將信號轉(zhuǎn)換后傳給相應(yīng)的胞內(nèi)系統(tǒng)，使細(xì)胞對外界信號做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。信號網(wǎng)絡(luò)（singaling network）：細(xì)胞內(nèi)存在多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式和途徑，而且彼此交叉調(diào)控，構(gòu)成復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)。functions of cell communicat

2、ion調(diào)節(jié)代謝實現(xiàn)細(xì)胞功能調(diào)節(jié)細(xì)胞周期控制細(xì)胞分化影響細(xì)胞存活細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：第一信使 first messenger受體recepter;受體將信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號-第二信使胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的各種復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng)。信號分子的失活引起細(xì)胞反應(yīng)的終止第一節(jié) 細(xì)胞外信號第一信使:由細(xì)胞分泌的、能夠調(diào)節(jié)機體機體功能的一大類生物活性物質(zhì)，是細(xì)胞間通訊的信號。主要是蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及其衍生物、類固醇激素、no等。與細(xì)胞膜上或胞內(nèi)特定的受體結(jié)合后，后者將接收到得信息轉(zhuǎn)導(dǎo)給胞漿或細(xì)胞核中的功能反應(yīng)體系，從而啟動細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。細(xì)胞外信號分類：根據(jù)信號特點和作用方式激素神經(jīng)遞質(zhì)局部化學(xué)介質(zhì)根

3、據(jù)效應(yīng)：激動劑拮抗劑根據(jù)信號的性質(zhì)水溶性信號脂溶性信號第一節(jié) 細(xì)胞外信號第二節(jié) 受體受體：受體：一類存在于一類存在于胞膜胞膜或或胞內(nèi)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，可以與細(xì)胞外信的特殊蛋白質(zhì)，可以與細(xì)胞外信號分子特異性識別并結(jié)合，進(jìn)而激活胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，號分子特異性識別并結(jié)合，進(jìn)而激活胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，使細(xì)胞對外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。使細(xì)胞對外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。配體：與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生配體：與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、某些藥物等。長因子、某些藥物等。受體分類受體分類膜受體膜受體胞內(nèi)受體胞內(nèi)受體離子通道型受體離子通道型受體g蛋白耦聯(lián)受

4、體蛋白耦聯(lián)受體具備酶活性的受體具備酶活性的受體胞漿受體胞漿受體核受體核受體i型型ii型型iii型型1 1、離子通道型受體、離子通道型受體1).i1).i型受體超家族：型受體超家族：五個亞基構(gòu)成五個亞基構(gòu)成每個亞基每個亞基4-54-5個跨膜域個跨膜域通過胞外區(qū)域與配體結(jié)合通過胞外區(qū)域與配體結(jié)合1、配體閘門離子通道受體：存在于細(xì)胞膜上，某些神經(jīng)遞質(zhì)的受體，其本身是一種或幾種離子的離子通道為神經(jīng)系統(tǒng)和其它電激發(fā)細(xì)胞特有，主要在突觸反應(yīng)中起控制作用反應(yīng)速度快膜受體n型乙酰膽堿受體5個亞單位在細(xì)胞膜上共同構(gòu)成一個通道；每一個亞單位帶有4個越膜區(qū)域；亞單位上有乙酰膽堿ach結(jié)合部位;使終板膜na+內(nèi)流，少

5、量k+外流，形成終板電位。胞內(nèi)受體:配體：多為脂溶性小分子甾體類激素，還包括甲狀腺素類激素、vd等作用：轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白，與dna分子的激素調(diào)節(jié)元件結(jié)合，促進(jìn)或抑制基因轉(zhuǎn)錄特點：細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)需要的時間長2、生長因子類受體（酶聯(lián)受體）：存在于細(xì)胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。在參與細(xì)胞生長和分化調(diào)控中起作用，產(chǎn)生效應(yīng)過程緩慢。受體酪氨酸激酶receptor tyrosine kinase, receptor trk（rptk）酶蛋白以跨膜結(jié)構(gòu)形式存在于細(xì)胞膜上;胞外的部分是配體結(jié)合區(qū)，起受體的作用；細(xì)胞質(zhì)一側(cè)的部分稱為激酶活性區(qū)，具有酪氨酸激酶的活性3.酪氨酸蛋白激酶受體：一條單次跨膜的多肽

6、鏈配體結(jié)合區(qū)域為胞外區(qū)胞內(nèi)區(qū)具有酪氨酸激酶活性往往通過配體介導(dǎo)受體二聚化，相互激活激活具有sh2結(jié)構(gòu)域的蛋白并使之激活，傳遞信號主要介導(dǎo)細(xì)胞生長和分化，產(chǎn)生效應(yīng)過程較慢3、g蛋白耦聯(lián)的受體（g蛋白-鳥苷酸結(jié)合蛋白（guanine nucleotidebinding protein）存在于細(xì)胞膜上，神經(jīng)遞質(zhì)、激素、肽類和胺類的受體，與g蛋白耦聯(lián)。結(jié)構(gòu)：由一條多肽鏈組成，其中帶有7個疏水越膜區(qū)域氨基末端朝向細(xì)胞外，羧基末端則朝向細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)氨基末端有糖基化的位點，羧基末端有兩個在蛋白激酶催化下發(fā)生磷酸化的位點 ，與受體活性調(diào)控有關(guān)。特點：轉(zhuǎn)導(dǎo)過程較慢，敏感、靈活、類型多樣（gliman和和rodbe

7、ll，1994對對g蛋白研究獲諾貝爾獎）。蛋白研究獲諾貝爾獎）。 g蛋白蛋白是一種分子量約是一種分子量約10萬的可溶性膜蛋白，由萬的可溶性膜蛋白，由3個不同的亞單位構(gòu)成異聚體個不同的亞單位構(gòu)成異聚體;具有結(jié)合具有結(jié)合gtp或或gdp的的能力和能力和gtpase的活性；調(diào)節(jié)功能和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，故稱的活性；調(diào)節(jié)功能和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，故稱為為結(jié)合鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（或（或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白）?？煞譃椋海??？煞譃椋?gs：刺激性：刺激性g蛋白；蛋白；rs gi：抑制性：抑制性g蛋白；蛋白；ri gt：與激活磷酯酶：與激活磷酯酶c的受體偶聯(lián)；的受體偶聯(lián)； go：與控制：與控制ca2+通道的受體

8、偶聯(lián)；通道的受體偶聯(lián)； gp：與激活磷酸二酯酶的受體偶聯(lián)：與激活磷酸二酯酶的受體偶聯(lián)；糖基化位點糖基化位點磷酸化磷酸化位點位點g蛋白的作用機制：靜息狀態(tài)下，g蛋白（細(xì)胞膜上）與gdp結(jié)合，與受體分離配體與相應(yīng)的受體結(jié)合時，受體蛋白構(gòu)象改變與g蛋白亞單位接觸 亞單位與 gtp結(jié)合亞單位的構(gòu)象改變，與亞單位相分離 結(jié)合gtp的亞單位從受體上分離并游離（調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的效應(yīng)蛋白的生物學(xué)活性，實現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)外的信號傳遞）亞單位分解gtp 亞單位構(gòu)象改變，與效應(yīng)蛋白脫離，與亞單位結(jié)合為靜息狀態(tài)的g蛋白。gtpgdp第二節(jié) 受體g g蛋白：蛋白：ligandabgacplc二、受體作用的特點：二、受體作用的特點：

9、1.1.能選擇性地與特定配體結(jié)合能選擇性地與特定配體結(jié)合2.2.具備強的親和力具備強的親和力3.3.受體受體- -配體結(jié)合具有可飽和性配體結(jié)合具有可飽和性4.4.受體受體- -配體結(jié)合具有可逆性配體結(jié)合具有可逆性5.5.受體受體- -配體結(jié)合可以通過磷酸化與去磷酸化進(jìn)行調(diào)節(jié)配體結(jié)合可以通過磷酸化與去磷酸化進(jìn)行調(diào)節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)信使細(xì)胞內(nèi)信使：受體激活后在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的、能介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的活性物質(zhì)，又稱第二信使（sencond messenger）。camp，cgmp，dag, ip3, ca2+一、camp信使體系腺苷酸環(huán)化酶與camp腺苷酸環(huán)化酶 adenylate cyclase,ac； g蛋

10、白的效應(yīng)蛋白之一，是camp信號傳遞系統(tǒng)的關(guān)鍵酶；ac可催化atp分解形成camp第二信使。第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)信使g-proteinaccamppka ac催化atp - camp camp活化pka pka磷酸化crebcreb結(jié)合相關(guān)基因的cre區(qū)在其他特異性轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控下，啟動基因的表達(dá)，產(chǎn)生各種生物學(xué)效應(yīng)。pka- camp依賴性蛋白激酶(camp-dependent protein kinase)creb-反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(camp responsive element -binding protein)-轉(zhuǎn)錄因子基因的cre區(qū)-序列為tgacgtca ncamp依賴性蛋白激酶（camp-dependent protein kinase a，pka）camp信號途徑可表示為：激素 g蛋白耦聯(lián)受體g蛋白腺苷酸環(huán)化酶camppka 基因調(diào)控蛋白磷酸化基因轉(zhuǎn)錄。三、二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使體系四、鈣離子/鈣調(diào)蛋白信使體系第四節(jié) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)（cascade reaction）：