第十二章-細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)-PPT課件

1、第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) PPT課件 第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) (Cell signal transduction) 第一節(jié) 細(xì)胞外信號(hào) 第二節(jié) 受體 第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)信使 第四節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白激酶 第五節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病 課后思考題 7/19/20222第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)習(xí)目的和要求1、掌握信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念，第一、第二信使的概念及分類，幾種重要的第二信使。2、掌握受體的概念、類型、結(jié)構(gòu)和作用特點(diǎn)。3、掌握G蛋白的類型、結(jié)構(gòu)特征和作用機(jī)制。4、熟悉信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)，蛋白激酶的主要類型及其與第二信使的關(guān)系。5、了解幾條重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。6、了解信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常引起的一些疾病。7/19/2022

2、3第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)【重點(diǎn)】1、基本概念：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、第一信使、膜受體、細(xì)胞識(shí)別、G蛋白、第二信使、級(jí)聯(lián)反應(yīng)；2、膜受體的分子結(jié)構(gòu)與類型；3、G蛋白的組成、生物學(xué)特性和作用機(jī)制；【難點(diǎn)】1、cAMP信號(hào)途徑具體過(guò)程；2、G蛋白的特性和作用機(jī)理；7/19/20224第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)專業(yè)詞匯：ligand 配體； receptor 受體； G protein coupled receptor G蛋白偶聯(lián)受體；G protein G蛋白；tyrosine kinase 酪氨酸激酶；adenylate cyclase,AC 腺苷環(huán)化酶；guanylate cyclase,GC 鳥(niǎo)苷環(huán)化酶；

3、PKA :蛋白激酶APKC :蛋白激酶C7/19/20225第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)章節(jié)概念信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）：細(xì)胞之間聯(lián)系的信號(hào)通過(guò)與細(xì)胞膜上或胞內(nèi)的受體特異性結(jié)合，將信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳給相應(yīng)的胞內(nèi)系統(tǒng)，使細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)作出適當(dāng)反應(yīng)的過(guò)程。信號(hào)網(wǎng)絡(luò)（signaling network）：細(xì)胞內(nèi)存在多種型號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式及途徑，彼此間可交叉控制，構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。7/19/20226第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第一節(jié) 細(xì)胞外信號(hào)第一信使（first messenger）:由細(xì)胞分泌的、能夠調(diào)節(jié)機(jī)體功能的一大類生物活性物質(zhì)，它們是細(xì)胞間通訊的信號(hào)。1.細(xì)胞外信號(hào)的作用機(jī)制 與細(xì)胞膜

4、上或細(xì)胞漿內(nèi)特定的受體結(jié)合，將信息轉(zhuǎn)導(dǎo)給細(xì)胞漿或細(xì)胞核中的功能反應(yīng)體系，啟動(dòng)細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。7/19/20227第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2.細(xì)胞外信號(hào)的分類（1）根據(jù)細(xì)胞外信號(hào)的特點(diǎn)及作用方式分類：激素胰島素、甲狀腺素、腎上腺素神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿、去甲狀腺素局部化學(xué)介質(zhì)生長(zhǎng)因子、前列腺素、NO（2）根據(jù)與受體結(jié)合后細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)不同分類：激動(dòng)劑：拮抗劑：7/19/20228第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第二節(jié) 受體一、受體種類二、受體作用的特點(diǎn)7/19/20229第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體（receptor）：是存在于胞膜或胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，能特異性識(shí)別并結(jié)合胞外信號(hào)分子，進(jìn)而激活胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)

5、，使細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。配體（ligand）：是與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)的統(tǒng)稱，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、某些藥物和毒物等。7/19/202210第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202211第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體：膜受體 胞內(nèi)受體 7/19/202212第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（一）膜受體類型離子通道受體催化受體（TPKR)偶聯(lián)G蛋白受體7/19/202213第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202214第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1.離子通道型受體 通常由幾個(gè)亞基組成，每個(gè)亞基又有2、4或5個(gè)疏水的跨膜（transmembrane domine）區(qū)域，可供離子通過(guò)。 羧基末

6、端與氨基末端均朝向細(xì)胞外。作用特點(diǎn)：受體與離子通道偶聯(lián)：既可與細(xì)胞外信號(hào)分子結(jié)合，同時(shí)又是離子通道。介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)快速反應(yīng)7/19/202215第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)羧基末端與氨基末端均朝向細(xì)胞外跨膜區(qū)由 2、 等五個(gè)亞單位構(gòu)成7/19/202216第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2.G蛋白偶聯(lián)受體胞外區(qū)：N末端，糖基化位點(diǎn)胞膜結(jié)構(gòu)區(qū)：7個(gè)跨膜螺旋 螺旋結(jié)構(gòu)受體配體結(jié)合區(qū)域 胞質(zhì)內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)環(huán)G蛋白識(shí)別區(qū)域胞內(nèi)區(qū)：C末端 ，磷酸化位點(diǎn) 一條肽鏈，七次跨膜 氨基端朝向細(xì)胞外，羧基端朝向細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)在氨基端帶有一些糖基化位點(diǎn)，而在細(xì)胞質(zhì)的第三袢和羧基端各有一個(gè)磷酸化位點(diǎn)（Ser Thr） 。7/19/2022

7、17第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)糖基化位點(diǎn)七次跨膜各有一個(gè)磷酸化位點(diǎn)第 1 袢第 2 袢第 3 袢G蛋白識(shí)別區(qū)域7/19/202218第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白：鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白的總稱，其共同特征是： 由三個(gè)亞單位組成； 位于細(xì)胞膜受體與效應(yīng)器之間的轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白； 具有結(jié)合GDP或GTP的能力，有GTP酶活性； 可激活效應(yīng)蛋白，實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。 有Gs和Gi兩型A.G.Gilman和M.Rodbell因?yàn)樵贕蛋白發(fā)現(xiàn)過(guò)程中作出重要貢獻(xiàn)而獲得1994年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)7/19/202219第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白的作用機(jī)制7/19/202220第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)信號(hào)傳遞過(guò)程

8、7/19/202221第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)靜息狀態(tài)受體配體接合與、分離，暴露于AC的結(jié)合部位，激活效應(yīng)蛋白恢復(fù)靜息狀態(tài)7/19/202222第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 亞基、7/19/202223第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)3.酪氨酸激酶蛋白激酶型受體位于細(xì)胞質(zhì)中 位于細(xì)胞膜上配體：胰島素生長(zhǎng)因子 PDGF EGF7/19/202224第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)配體接合區(qū)（胞外區(qū)）起著受體的作用,與配體接合跨膜區(qū)單次跨膜,疏水激酶活性區(qū)（胞內(nèi)區(qū)）具有酪氨酸激酶的活性結(jié)構(gòu)域自身磷酸化,形成SH2結(jié)合位點(diǎn)，可與具有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)結(jié)合，使之激活7/19/202225第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19

9、/202226第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)胞內(nèi)受體結(jié)構(gòu)7/19/202227第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2.分布： 胞漿受體 核受體3.功能：基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)蛋白 7/19/202228第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)二、受體作用的特點(diǎn)1.受體能選擇性地與特定配體結(jié)合2.受體與配體的結(jié)合力強(qiáng)3.受體配體結(jié)合后顯示可飽和性4.受體配體的結(jié)合具有可逆性5.受體配體的結(jié)合可通過(guò)磷酸化和去磷酸化進(jìn)行調(diào)節(jié)7/19/202229第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)信使一、cAMP信使體系二、cGMP信使體系三、二酯酰甘油/三磷酸肌醇信使體系(了解)四、鈣離子/鈣調(diào)蛋白信使體系(了解)7/19/202230第十二章 細(xì)胞的

10、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信使:是指受體被激活后在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的、能介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的活性物質(zhì)，稱為第二信使（second messenger） 第二信使： cAMP 、cGMP、IP3（三磷酸肌醇）、DG（二酯酰甘油）、NO。Ca2+通常被稱為第三信使。7/19/202231第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、 cAMP信使體系7/19/202232第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)磷酸二酯酶cAMP的生成與降解ATP cAMP 5-AMP磷酸二酯酶ACAC7/19/202233第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)多肽疏水跨 膜 區(qū)C1, C2 胞質(zhì)區(qū)（高度保守）N-, C-端均在胞質(zhì)區(qū)7/19/202234第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/1

11、9/202235第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2.蛋白激酶（protein kinsae,pk)：是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶，其作用是將ATP 的 磷酸基轉(zhuǎn)移到底物特定的氨基酸殘基上，使蛋白質(zhì)磷酸化。7/19/202236第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激素GsRsACcAMPcAMP依賴的蛋白激酶A(PKA)基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄RiGi代謝有關(guān)的酶的活化cAMP信號(hào)途徑信號(hào)傳遞過(guò)程7/19/202237第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202238第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202239第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202240第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)cAMP的生物學(xué)效應(yīng)：激活PKA無(wú)活性的PKA活化的P

12、KA7/19/202241第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)磷酸酶可以終止蛋白激酶的效應(yīng)cAMP信號(hào)途徑信號(hào)傳遞過(guò)程總結(jié)7/19/202242第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)二、cGMP信使體系7/19/202243第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1.鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶與 cGMP鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（guanylate cyclase GC）以一種類似于AC的方式分解GTP成為cGMP，后者是信號(hào)傳遞系統(tǒng)中另一個(gè)較早被確認(rèn)的第二信使。GC以兩種形式存在于細(xì)胞中，一是膜結(jié)合形式，而是可溶性與細(xì)胞質(zhì)中7/19/202244第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以神經(jīng)肽為主谷氨酸、乙酰膽堿、組胺等結(jié)合部位催化部位精氨酸（Ca2+/鈣調(diào)素敏感蛋白

13、）直接作用于離子通道(視網(wǎng)膜感受細(xì)胞)激活PKG（Cgmp依賴的激酶）特殊蛋白質(zhì)磷酸化7/19/202245第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)cGMP信號(hào)途徑信號(hào)傳遞過(guò)程配體受體Ca2+CaMNO合成酶cGMP生物學(xué)效應(yīng)GC受體NO7/19/202246第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) cAMP途徑 cGMP途徑效應(yīng)器 AC GC第二信使 cAMP cGMP含量 多 少功能 分化 分裂cGMP信號(hào)途徑與cAMP途徑比較分布 AC在膜上 GC在膜或細(xì)胞質(zhì)中7/19/202247第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)配體受體GPLCPIP2IP3Ca2+PKC底物蛋白CaM細(xì)胞PHDGCaM激酶cAMP-CaMcAMP細(xì)胞分裂N

14、O合成酶NOGCcGMPPKG生物學(xué)效應(yīng)三、二酯酰甘油/三磷酸肌醇信使體系7/19/202248第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)PLCDAGG蛋白蛋白激酶CPKC調(diào)節(jié)膜的Na+-H+交換器；Na+入胞H+出胞，pH細(xì)胞分裂 IP3受體的分子量為313000的蛋白質(zhì)分子，與肌漿網(wǎng)上的膜通道膜受體高度同源其羧基端有七個(gè)跨膜區(qū)，并形成可調(diào)控的Ca2+的通道7/19/202249第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)甘油二酯和三磷酸肌醇途徑與cAMP途徑比較AC磷脂酶C（PLC)底物ATP第二信使cAMPG蛋白途徑效應(yīng)器需要需要PIP2 (4,5-二磷酸肌醇) IP3(三磷酸肌醇) DG(甘油二脂)cAMP途徑甘油二酯和三

15、磷酸肌醇途徑7/19/202250第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白激酶一、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)二、蛋白激酶三、幾種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(自學(xué)) 7/19/202251第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202252第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202253第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（自學(xué)）7/19/202254第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202255第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202256第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)7/19/202257第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)酶的級(jí)聯(lián)活化無(wú)活性磷酸化激酶無(wú)活性磷酸化酶7/19/202258第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 腎上腺素引起肝細(xì)胞糖元分解7/1

16、9/202259第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、受體缺陷二、G蛋白功能異常7/19/202260第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、受體缺陷重癥肌無(wú)力（myadsthenia grasvis）一種神經(jīng)肌肉病，患者體內(nèi)產(chǎn)生抗乙酰膽堿受體的抗體，抗體與受體結(jié)合，封閉了乙酰膽堿的作用、并促使乙酰膽堿分解，使患者體內(nèi)的受體明顯減少，是通過(guò)乙酰膽堿受體進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程發(fā)生障礙。出現(xiàn)重癥肌無(wú)力。7/19/202261第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)二、G蛋白功能異常 霍亂是由于霍亂弧菌附于小腸粘膜進(jìn)行繁殖而引起的急性腹瀉?；魜y毒素A亞基穿過(guò)細(xì)胞膜，催化細(xì)胞內(nèi)的NADH+中的ADP核糖基不可逆地結(jié)

17、合在GS的齪亞基上。使亞基與亞基分離并與GTP結(jié)合，但是此時(shí)亞基喪失了GTP酶的活力，因而不能水解GTP，使G蛋白處于持續(xù)活化狀態(tài)。B亞基可與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合。7/19/202262第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)NAD+ADPGADPG亞基喪失了GTP酶的活力處于持續(xù)活化狀態(tài)AC被活化了的G蛋白持續(xù)活化細(xì)胞膜B亞基A亞基受體霍亂毒素作用機(jī)制7/19/202263第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 鞏固新課：1、簡(jiǎn)述膜受體的種類及作用特點(diǎn)。2、以腎上腺素引起肝糖原分解為例，說(shuō)明cAMP信號(hào)途徑，及cAMP、cGMP、DG和IP3信號(hào)途徑及其差別？3、查閱文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)及相關(guān)資料試述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病。推薦網(wǎng)址：; ; . 課堂小結(jié)：7/19/202264第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)下課休息一會(huì)兒！7/19/202265第十二章 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)