信號轉導的名詞解釋細胞通訊名詞解釋

多細胞生物是由不同類型的細胞構成的社會，并且是一種開放的社會，這個社會中的單個細胞間必須協(xié)調它們的行為，為此，細胞建立通訊聯系是必需的。如生物體的生長發(fā)育、分化、多個組織器官的形成、組織的維持以及它們多個生理活動的協(xié)調，都需要有高度精確和高效的細胞間和細胞內的通訊機制。2.信號傳導(cellignalling)是細胞通訊的基本概念，強調信號的產生、分泌與傳送，即信號分子從合成的細胞中釋放出來，然后進行傳遞。3.信號轉導(ignaltranduction)是細胞通訊的基本概念，強調信號的接受與接受后信號轉換的方式(途徑)和成果，涉及配體與受體結合、第二信使的產生及其后的級聯反映等，即信號的識別、轉移與轉換。4.信號分子(ignalingmolecule)信號分子是指生物體內的某些化學分子，既非營養(yǎng)物，又非能源物質和構造物質，并且也不是酶，它們重要是用來在細胞間和細胞內傳遞信息，如激素、神經遞質、生長因子等統(tǒng)稱為信號分子，它們的惟一功效是同細胞受體結合，傳遞細胞信息。多細胞生物中有幾百種不同的信號分子在細胞間傳遞信息，這些信號分子中有蛋白質、多肽、氨基酸衍生物、核苷酸、膽固醇、脂肪酸衍生物以及可溶解的氣體分子等。根據信號分子的溶解性分為水溶性信息(water-olublemeenger)和脂溶性信息(lipid-olublemeenger)，前者作用于細胞表面受體，后者要穿過細胞質膜作用于胞質溶膠或細胞核中的受體。其實，信號分子本身并不直接作為信息，它的基本功效只是提供一種對的的構型及與受體結合的能力，就像鑰匙與鎖同樣，信號分子相稱于鑰匙，因為只要有對的的形狀和缺齒就能夠插進鎖中并將鎖打開。至于鎖啟動后干什么，由開鎖者決定了。5.激素(hormone)激素是由內分泌細胞(如腎上腺、睪丸、卵巢、胰腺、甲狀腺、甲狀旁腺和垂體)合成的化學信號分子，這些信號分子被分泌到血液中后，經血液循環(huán)運輸到體內各個部位作用于靶細胞。激素經血液循環(huán)系統(tǒng)運輸到全身的速度很快，普通只需幾分鐘。每種激素都有與其相配的一種或幾個受體;

一種內分泌細胞基本上只分泌一種激素。6.內分泌信號(endocrineignaling)。由內分泌細胞合成并分泌到細胞外進行信號傳導的分子稱為內分泌信號。普通為激素類物質。這類信號分子通訊方式的距離最遠，覆蓋整個生物體。內分泌信號的激素有三種類型：蛋白與肽類激素、類固醇激素、氨基酸衍生物激素。蛋白和多肽激素(proteinandpeptidehormone)在脊椎動物細胞中占80%，這類激素普通只與細胞質膜受體結合。類固醇激素(teroidhormone)是在光面內質網上運用膽固醇酶合成的，不溶于水，因此普通與血液中蛋白質結合，然后通過血液循環(huán)運輸到靶細胞。類固醇激素能夠穿過靶細胞的質膜作用于靶細胞內受體。氨基酸衍生物(aminoacidderivative)重要是由酪氨酸衍生而來的小分子激素，如腎上腺素和甲狀腺素。腎上腺素和它的衍生物作用于膜受體，而甲狀腺素則穿過細胞質膜與細胞內受體結合。7.局部介質(localmediator)局部介質是由多個不同類型的細胞合成并分泌到細胞外液中的信號分子，它只能作用于周邊的細胞。即信號分子分泌出來之后停留在分泌細胞周邊的細胞外液體中，只是將信息傳遞給相鄰細胞，通訊距離很短，只有幾毫米。8.旁分泌信號(paracrineignaling)分泌到細胞外后只能作用于鄰近細胞的信號分子稱為旁分泌信號。如生長因子(growthfactor)蛋白就是局部介質，它能夠調節(jié)多細胞生物的細胞生長和分裂，作用的靶細胞重要是鄰近的細胞?？刂泼庖呦到y(tǒng)細胞的發(fā)育及其它行為的淋巴因子(lymphokine)，也只作用于局部區(qū)域，屬旁分泌信號。9.自分泌信號(autocrineignaling)局部介質中的某些信號分子也作用于分泌細胞本身，如前列腺素(protaglandin，PG)是由前列腺合成分泌的脂肪酸衍生物(重要是由花生四烯酸合成的)，它不僅能夠控制鄰近細胞的活性，也能作用于合成前列腺素細胞本身，普通將由本身合成并作用于本身的信號分子稱為自分泌信號。10.神經遞質(neurotranmitter)神經遞質是從神經細胞的特殊部位突觸(ynape)中釋放出來的信號分子，在它們作用于靶細胞之前，突觸必須同靶細胞挨得很近很近，這是由于神經遞質擴散的距離有限。另外，為了引發(fā)鄰近靶細胞的反映，還必須產生一種電信號，因此神經遞質僅作用于與之相連的靶細胞。神經遞質釋放后，作用速度快，部位精確，維持時間短，與受體的親和力低。由于神經遞質是神經細胞分泌的，因此這種信號又稱為神經信號(neuronalignaling)。11.受體(receptor)受體在細胞生物學中是一種很泛的概念，意指任何能夠同激素、神經遞質、藥品或細胞內的信號分子結合并能引發(fā)細胞功效變化的生物大分子。在細胞通訊中，由信號傳導細胞送出的信號分子必須被靶細胞接受才能觸發(fā)靶細胞的應答，接受信息的分子稱為受體，此時的信號分子被稱為配體(ligand)。在細胞通訊中受體普通是指位于細胞膜表面或細胞內與信號分子結合的蛋白質。12.表面受體(urfacereceptor)位于細胞質膜上的受體稱為表面受體(urfacereceptor)，細胞表面受體重要是識別周邊環(huán)境中的活性物質或被對應的信號分子所識別，并與之結合，將外部信號轉變成內部信號，以啟動一系列反映而產生特定的生物效應。表面受體多為膜上的功效性糖蛋白，也有由糖脂構成的，如霍亂毒素受體、百日咳毒素受體;

有的受體是糖脂和糖蛋白構成的復合物，如促甲狀腺素受體。若僅為由一條多肽鏈構成的受體，稱單體型受體，若由兩條或兩條以上的多肽鏈構成的則稱聚合型受體。表面受體重要是同大的信號分子或小的親水性信號分子作用，傳遞信息。13.細胞內受體(intracellularreceptor)位于胞質溶膠、核基質中的受體稱為細胞內受體(intracellularreceptor)。細胞內受體重要是同脂溶性的小信號分子相作用。位于胞質溶膠中受體要與對應的配體結合后才可進入細胞核。胞內受體識別和結合的是能夠穿過細胞質膜的小的脂溶性的信號分子，如多個類固醇激素、甲狀腺素、維生素D以及視黃酸。細胞內受體的基本構造都很相似，有極大的同源性。細胞內受體普通有兩個不同的構造域，一種是與DNA結合的中間結構域，另一種是激活基因轉錄的N端構造域。另外尚有兩個結合位點，一種是與脂配體結合的位點，位于C末端，另一種是與克制蛋白結合的位點。14.離子通道偶聯受體(ino-channellinkedreceptor)含有離子通道作用的細胞質膜受體稱為離子通道受體。這種受體見于可興奮細胞間的突觸信號傳導，產生一種電效應，如煙堿樣乙酰膽堿受體(nAchR)、γ-氨基丁酸受體(GABAR)和甘氨酸受體等都是離子通道偶聯受體。它們多為數個亞基構成的寡聚體蛋白，除有配體結合位點外，本身就是離子通道的一部分，并借此將信號傳遞至細胞內。信號分子同離子通道受體結合，可改變膜的離子通透性。15.G-蛋白偶聯受體(G-proteinlinkedreceptor)配體與受體結合后激活相鄰的G-蛋白，被激活的G-蛋白又可激活或克制一種產生特異第二信使的酶或離子通道，引發(fā)膜電位的變化。由于這種受體參加的信號轉導作用要與GTP結合的調節(jié)蛋白相偶聯，因此將它稱為G蛋白偶聯受體。這類受體的種類諸多，并在構造上都很相似∶都是一條多肽鏈，并且有7次α螺旋跨膜區(qū)。這種7次跨膜受體蛋白的超家族涉及視紫紅質(脊椎動物眼中的光激活光受體蛋白)以及脊椎動物鼻中的嗅覺受體。G蛋白偶聯受體是最大的一類細胞表面受體，它們介導許多細胞外信號的傳導，涉及激素、局部介質和神經遞質等。17.表面受體超家族(urfacereceptoruperfamilie)根據表面受體進行信號轉導的方式將受體分為三大類，若根據表面受體與質膜的結合方式在可分為單次跨膜、7次跨膜和多亞單位跨膜等三個家族。酶聯受體，如酪氨酸蛋白激酶受體和鳥苷環(huán)化酶受體等都屬于單次跨膜(ingle-pareceptor)受體，它們的多肽鏈上只有一種跨膜的α螺旋。第二類是7次跨膜受體(even-pareceptor)，這類受體的多肽鏈中有7個跨膜α螺旋區(qū)，如腎上腺素受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、促甲狀腺素受體、黃體生成素受體等都是7次跨膜受體，這類受體在信號轉導中全部同G蛋白偶聯。第三類是由多個亞基共同組裝成的受體(multiubunitreceptor)，如前面討論過的煙堿樣乙酰膽堿受體。受體與膜結合方式的差別決定著它們參加細胞通訊方式的不同。18.受體交叉(receptorcroover)受體與配體的結合是高度特異的，但這種特異性不是絕對的，如胰島素受體除結合胰島素外，還可同胰島素樣生長因子結合。糖皮質(激)素受體除同糖皮質(激)素結合以外，還可同其它甾類激素結合，反之亦然。這種受體與配體交叉結合的現象稱為受體交叉。19.親和標記(affinitylabeling)對酶的活性部位、受體的結合位點進行特異標記的辦法。試劑A-某的A基團和某基團可分別與不同的位點進行結合，從而將兩種物質交聯在一起。如用親和標記法分離細胞表面受體時，先將細胞與超量標記的激素(配體)混合，以飽和全部特異受體的激素結合位點;洗去多出的激素，然后加入能夠與受體和配體結合的共價交聯劑將激素與受體進行共價交聯達成分離的目的。20.信號級聯放大(ignalingcacade)從細胞表面受體接受外部信號到最后作出綜合性應答是一種將信號逐步放大的過程，稱為信號的級聯放大反映。構成級聯反映的各個組員稱為一種級聯(cacade)，重要是由磷酸化和去磷酸化的酶構成。信號的級聯放大作用對細胞來說最少有兩個優(yōu)越性：第一，同一級聯中全部含有催化活性的酶受同一分子調控，如糖原分解級聯中有三種酶：依賴于cAMP的蛋白激酶、糖原磷酸化酶激酶和糖原磷酸化酶都是直接或間接受cAMP調控的。第二：通過級聯放大作用，使引發(fā)同一級聯反映的信號得到最大程度的放大。如10-10M的腎上腺素能夠通過對糖原分解的刺激將血液中的葡萄糖水平提高50%.在腎上腺素的刺激下，細胞內產生10-6M的cAMP(圖5M-1)。21.46K圖M5-1腎上腺素在細胞內的級聯放大作用級聯反映除了含有將信號放大，使原始信號變得更強、更具激發(fā)作用，引發(fā)細胞的強烈反映外，級聯反映尚有其它某些作用：

①信號轉移，即將原始信號轉移到細胞的其它部位;②信號轉化，即將信號轉化成能夠激發(fā)細胞應答的分子，如級聯中的酶的磷酸化;③信號的分支，即將信號分開為幾個平行的信號，影響多個生化途徑，引發(fā)更大的反映;④級聯途中的各個環(huán)節(jié)都有可能受到某些因子的調節(jié)，因此級聯反映的最后效應還是由細胞內外的條件來決定。21.第二信使(econdmeenger)細胞表面受體接受細胞外信號后轉換而來的細胞內信號稱為第二信使，而將細胞外的信號稱為第一信使(firtmeenger)。第二信使最少有兩個基本特性：

①是第一信使同其膜受體結合后最早在細胞膜內側或胞漿中出現、僅在細胞內部起作用的信號分子;②能啟動或調節(jié)細胞內稍晚出現的反映信號應答。第二信使都是小的分子或離子。細胞內有五種最重要的第二信使：

cAMP、cGMP、1，2-二酰甘油(diacylglycerol，DAG)、1，4，5-三磷酸肌醇(inooitol1，4，5-triphophate，IP3)、Ca2+等。22.GTP結合蛋白(GTPbindingprotein，G蛋白)與GTP或GDP結合的蛋白質，又叫鳥苷酸結合調節(jié)蛋白(guaninenucleotide-bindingregulatoryprotein)。從構成上看，有單體G蛋白(一條多肽鏈)和多亞基G蛋白(多條多肽鏈構成)。G蛋白參加細胞的多個生命活動，如細胞通訊、核糖體與內質網的結合、小泡運輸、蛋白質合成等。另外還參加門控離子通道的調節(jié)。24.效應物(effector)所謂效應物是指直接產生效應的物質，普通是酶，如腺苷酸環(huán)化酶、磷酸脂酶等，它們是信號轉導途徑中的催化單位。效應物普通也是跨膜糖蛋白。25.腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclae，AC)腺苷酸環(huán)化酶是膜整合蛋白，它的氨基端和羧基端都朝向細胞質。26.蛋白激酶A(proteinkinaeA，PKA)又稱依賴于cAMP的蛋白激酶A(cyclic-AMPdependentproteinkinaeA)，是一種構造最簡樸、生化特性最清晰的蛋白激酶。PKA全酶分子是由四個亞基構成的四聚體，其中兩個是調節(jié)亞基(regulatoryubunit，簡稱R亞基)，另兩個是催化亞基(catalyticubunit，簡稱C亞基)。R亞基的相對分子質量為49～55kDa，C亞基的相對分子質量為40kDa，總相對分子質量約為180kDa;全酶沒有活性。在大多數哺乳類細胞中，最少有兩類蛋白激酶A，一類存在于胞質溶膠，另一類結合在質膜、核膜和微管上。激酶是激發(fā)底物磷酸化的酶，因此蛋白激酶A的功效是將ATP上的磷酸基團轉移到特定蛋白質的絲氨酸或蘇氨酸殘基上進行磷酸化，被蛋白激酶磷酸化了的蛋白質能夠調節(jié)靶蛋白的活性。普通認為，真核細胞內幾乎全部的cAMP的作用都是通過活化PKA，從而使其底物蛋白發(fā)生磷酸化而實現的。27.PKC系統(tǒng)(proteinkinaeCytem，PKCytem)由于該系統(tǒng)中的第二信使是磷脂肌醇，故此這一系統(tǒng)又稱為磷脂肌醇信號途徑(phophatidylinoitolignalpathway)。在這一信號轉導途徑中，膜受體與其對應的第一信使分子結合后，激活膜上的Gq蛋白(一種G蛋白)，然后由Gq蛋白激活磷酸脂酶Cβ(phopholipaeCβ，PLC)，將膜上的脂酰肌醇4，5-二磷酸(phophatidylinoitolbiphophate，PIP2)分解為兩個細胞內的第二信使：二酰甘油(diacylglycerol，DAG)和1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)。IP3動員細胞內鈣庫釋放Ca2+到細胞質中與鈣調蛋白結合，隨即參加一系列的反映;而DAG在Ca2+的協(xié)同下激活蛋白激酶C(proteinkinaeC，PKC)，然后通過蛋白激酶C引發(fā)級聯反映，進行細胞的應答，故此將該系統(tǒng)稱為PKC系統(tǒng)，或稱為IP3、DAG、Ca2+信號通路。28.IP3受體(IP3receptor)IP3受體是一種內質網通道蛋白，由四個相對分子質量為260kDa的糖蛋白構成的四聚體。四個亞基構成一種跨膜的通道，每個亞基都有IP3結合的部位，當3～4個部位被IP3占據時，受體復合物構象發(fā)生變化，打開離子通道，儲藏在內質網中的Ca2+隨即釋放，進入胞質溶膠。29.蛋白激酶C(proteinkinaeC，PKC)蛋白激酶C是G蛋白偶聯受體系統(tǒng)中的效應物，在非活性狀態(tài)下是水溶性的，游離存在于胞質溶膠中，激活后成為膜結合的酶。蛋白激酶C的激活是脂依賴性的，需要膜脂DAG的存在，同時又是Ca2+依賴性的，需要胞質溶膠中Ca2+濃度的升高。當DAG在質膜中出現時，胞質溶膠中的蛋白激酶C被結合到質膜上，然后在Ca2+的作用下被激活。同蛋白激酶A同樣，蛋白激酶C屬于多功效絲氨酸和蘇氨酸激酶。蛋白激酶C能激活細胞質中的靶酶參加生化反映的調控，同時也能作用于細胞核中的轉錄因子，參加基因體現的調控，但是所調控的基因多與細胞的生長和分化有關。31.受體酪氨酸激酶(receptortyroinekinae，RTK)RTK是最大的一類酶聯受體，它既是受體，又是酶，能夠同配體結合，并將靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化。全部的RTK都是由三個部分構成的：

含有配體結合位點的細胞外構造域、單次跨膜的疏水α螺旋區(qū)、含有酪氨酸蛋白激酶(RTK)活性的細胞內構造域。已發(fā)現50多個不同的RTK，重要的幾個類型涉及：

①表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，EGF)受體;

②血小板生長因子(platelet-derivedgrowthfactor，PDGF)受體和巨噬細胞集落刺激生長因子(macrophagecolonytimulatingfactor，M-CSF);

③胰島素和胰島素樣生長因子-1(inulinandinulin-likegrowthfactor-1，IGF-1)受體;

④神經生長因子(nervegrowthfactor，NGF)受體;⑤成纖維細胞生長因子(fibroblatgrowthfactor，FGF)受體;

⑥血管內皮生長因子(vacularendothelialgrowthfactor，VEGF)受體和肝細胞生長因子(hepatocytegrowthfactor，HGF)受體等。32.胰島素受體(inulinreceptor)胰島素受體是一種四聚體，由兩個α亞基和兩個β亞基通過二硫鍵連接。兩個α亞基位于細胞質膜的外側，其上有胰島素的結合位點;兩個β亞基是跨膜蛋白，起信號轉導作用。無胰島素結合時，受體的酪氨酸蛋白激酶沒有活性。當胰島素與受體的α亞基結合并變化了β亞基的構型后，酪氨酸蛋白激酶才被激活，激活后可催化兩個反映∶①使四聚體復合物中β亞基特異位點的酪氨酸殘基磷酸化，這種過程稱為自我磷酸化(autophophorylation);②將胰島素受體底物(inulinreceptorubtrate，IRS)上含有重要作用的十幾個酪氨酸殘基磷酸化，磷酸化的IRS能夠結合并激活下游效應物。33.胰島素受體底物(inulinreceptorubtrate，IRS)能夠被激活的胰島素受體酪氨酸激酶作用的底物，其上含有十幾個酪氨酸殘基可被磷酸化，磷酸化的IRS能夠結合并激活下游效應物。IRS在被胰島素受體磷酸化后來，猶如一塊“磁鐵”與那些含有SH2結構域的蛋白結合，根據所結合蛋白的具體構造產生不同的效應，如激活SH2蛋白的酶活性、變化蛋白質構型并同另外的蛋白結合或者引發(fā)蛋白質從細胞的一種部位轉移到另一種部位。已知有三種胰島素受體酪氨酸激酶作用的底物(IRS)。第一種是胰島素受體底物1(IRS1)，是一種蛋白質，其上有多個(最少8個)可被受體激酶磷酸化的位點，磷酸化后可同多個效應物結合，涉及：PI(3)K、Syp(一種磷酸酪氨酸磷酸酶)、Nck(一種連接蛋白)、GRB2(growthfactorreceptor-boundprotein2，一種通過SH2同磷酸化的酪氨酸結合的連接蛋白)。第二種是Shc(是通過cDNA克隆篩選到的編碼SH構造域的基因的蛋白產物)，也是一種連接蛋白。Shc的酪氨酸被磷酸化后能夠同GRB2結合，然后激活Ra，觸發(fā)細胞的增殖。第三種底物是IRS2.IRS2的酪氨酸被磷酸化后能夠同磷脂酰肌醇-3-激酶結合，將該酶激活，并影響磷脂的代謝。SH2大概由100個氨基酸構成。SH2構造域能夠與生長因子受體(如PDGF和EGF)自我磷酸化的位點結合。含有SH2構造域的蛋白也經常含有SH3構造域。SH3構造域最初也是在Src中鑒定到的由50個氨基酸構成的組件，后來在其它某些蛋白質中也發(fā)現了SH3構造域。SH3能夠識別富含脯氨酸和疏水殘基的特異序列的蛋白質并與之結合，從而介導蛋白與蛋白互相作用。35.表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，EGF)表皮生長因子是一種小肽，由53個氨基酸殘基構成，是類EGF大家族的一種組員。EGF同應答細胞表面的特異受體結合，一旦結合，便增進受體二聚化并使細胞質位點磷酸化。被激活的受體最少可與5種含有不同信號序列的蛋白結合，進行信號轉導。EGF能夠廣泛增進細胞的增殖。36.EGF受體(EGFreceptor)EGF受體是一種糖蛋白，廣泛分布于哺乳動物的上皮細胞、人的成纖維細胞、膠質細胞、角質細胞等。EGF受體是一條含有1186個氨基酸殘基的多肽鏈，相對分子質量為170kDa，由三個部分構成：①很大的細胞外構造域：

約621個氨基酸殘基，富含半胱氨酸(51個)，并形成多對二硫鍵，其上結合有糖基，是EGF結合的位點。②跨膜區(qū)∶由23個氨基酸殘基構成;③細胞質構造域，由542個氨基酸殘基構成，含有無活性的酪氨酸激酶和幾個酪氨酸磷酸化的位點。Ra的活性受兩個蛋白的控制，一種是鳥苷交換因子(guaninenucleotidee某changefactor，GEF)，它的作用是促使GDP從Ra蛋白上釋放出來，取而代之的是GTP，從而將Ra激活，GEF的活性受生長因子及其受體的影響。另一種控制Ra蛋白活性的是GTP酶激活蛋白(GTPaeactivatingprotein，GAP)，存在于正常細胞中，重要作用是激活Ra蛋白的GTP酶，將結合在Ra蛋白上的GTP水解成GDP，成為失活型的Ra蛋白—GDP.因此在正常狀況下，Ra蛋白基本上都與GDP結合在一起，定位在細胞質膜內表面上。38.Grb2蛋白(growthfactorreceptor-boundprotein2)Grb2是生長因子受體結合蛋白2，又叫Ah蛋白。該蛋白參加細胞內多個受體激活后的下游調節(jié)。它能夠直接與激活的表皮生長因子受體磷酸化的酪氨酸結合，參加EGF受體介導的信號轉導，也能通過與Shc磷酸化的酪氨酸結合間接參加由胰島素受體介導的信號轉導。Grb2能夠同時與Shc、So結合形成Shc-Grb2-So復合物，并將So激活，激活的So與質膜上的Ra蛋白結合，并將其激活，引發(fā)信號級聯反映。Grb2蛋白含有一種SH2構造域和兩個SH3構造域，屬SH蛋白。39.So蛋白(Soprotein)So蛋白是編碼鳥苷釋放蛋白的基因o的產物(o是onofevenle的縮寫)。So蛋白在Ra信號轉導途徑中的作用是增進Ra釋放GDP，結合GTP，使Ra蛋白由非活性狀態(tài)轉變?yōu)榛钚誀顟B(tài)，因此，So蛋白是Ra激活蛋白。So蛋白不含SH構造域，不屬于SH蛋白。40.信號趨異(divergence)信號趨異是指同一種信號與受體作用后在細胞內分成幾個不同的信號途徑進行傳遞，最典型的是受體酪氨酸激酶的信號轉導。41.竄擾(crotalk)信號轉導途