神經(jīng)細胞內的信號轉導.ppt

, 神經(jīng)生物學與醫(yī)學心理學系,醫(yī)學神經(jīng)生物學 Medical Neurobiology,神經(jīng)細胞內的信號轉導,第四章,本章綱要,了解神經(jīng)細胞膜的組成與結構 掌握主要的膜受體及其工作方式 離子通道 受體酶 G蛋白偶聯(lián)受體 掌握第一、二、三信使的含義及其功能 掌握主要的第二信使的產生、參與的酶 了解蛋白質的磷酸化 了解原癌基因的概念、功能及分類,第一節(jié) 概述,細胞間信號轉導的元件 細胞外分子 受體 效應器 信使：具有信息傳遞功能的信息傳遞分子 第一信使：細胞外信使物質，如激素、神經(jīng)遞質、神經(jīng)調質 第二信使：第一信使作用于靶細胞后在胞內產生的信使物質（環(huán)核苷酸類:cAMP、cGMP；肌醇磷脂代謝產物：IP3、DG；胞內：Ca2+； 一氧化氮（NO）；花生四烯酸代謝產物：前列腺素、白三烯、凝血惡烷); 第三信使：發(fā)生于細胞核內外的信息轉導的信使物質，如某些原癌基因產物：c-fos, jun等。,第一信使,第三信使,第二信使,第二節(jié) 第一信使和受體,第一信使：信息途徑的激活 不可穿過細胞的信息分子 簡單直接攝入 與載體蛋白結合后進入細胞 通過受體的跨膜信息傳遞 可穿過細胞的信息分子 和細胞偶聯(lián)的信息分子,受體 離子通道偶聯(lián)型受體（配體門控型離子通道） 酶偶聯(lián)型受體 G蛋白偶聯(lián)受體,受體結構：包括配體結合部位和離子通道兩部分 成員：N-AchR、GABAAR、5-HT3R、etc.,離子通道偶聯(lián)型受體,結構特點：由單一肽鏈組成 外部：識別并與配體結合 內部：具有激酶活性 受體結構： 細胞外識別結構 跨膜結構 胞內催化部位 肽鏈尾部 成員：NGFR、EGFR、血小板生長因子受體,酶偶聯(lián)型受體,G蛋白：即鳥嘌呤核苷酸（GTP）結合蛋白，是受體與效應器之間的轉導蛋白或偶聯(lián)蛋白。 該類受體的共同特征： 受體的氨基酸排列順序非常近似 均有7個疏水區(qū)，形成7個跨膜的螺旋結構 受體與配體結合的部位陷入細胞內 N末端較短，C末端較長 成員之間差別在于N末端、C末端及環(huán)狀結構 所有受體均通過與G-蛋白的相互作用實現(xiàn)跨膜信號轉導,G蛋白偶聯(lián)受體,細胞內受體,跨膜信號轉導主要涉及三個環(huán)節(jié),第三節(jié) 跨膜信號轉導,離子通道受體介導的信號轉導 活動情況 成員：細胞胞外信使物質、細胞內cAMP、cGMP、IP3受體 G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉導 G蛋白的結構及調節(jié)機制 G蛋白的發(fā)現(xiàn) G蛋白的種類和結構 活動情況：啟動慢、持續(xù)時間長 成員：K+通道、Ca2+通道 G蛋白參與調節(jié)的跨膜信息轉導體系,G蛋白參與調節(jié)的跨膜信息轉導體系,G蛋白對腺苷酸環(huán)化酶（AC）活性的調節(jié) G蛋白對cGMP磷酸二酯酶活性的調節(jié) G蛋白對磷酯酶C活性的調節(jié) 一些受體門控的離子通道也受G蛋白的調節(jié),小G蛋白調節(jié)機制,Ras 是最早發(fā)現(xiàn)的小G蛋白,分子量為21KD，小于G蛋白，又稱p21蛋白和小G蛋白 Ras 蛋白是一條由多肽鏈組成的單體蛋白，由原癌基因Ras編碼 與GDP結合時無活性，轉變成GTP結合狀態(tài)而活化 激活后的Ras蛋白進一步活化Raf蛋白 Raf蛋白激活有絲分裂原激活蛋白激酶（MAPK） MAPK催化細胞核內許多反式作用因子（轉錄因子）,G蛋白亞單位的結構和功能,G的結構 亞單位保守性最高，5同源性較低 N末端與亞基相連 G的結構 分四類，九種 G 復合物 1與所有都能結合 3僅與8結合 G 復合物的功能 作用于AC、PLC、GRKs、離子通道等 受體的失敏,酪氨酸激酶受體介導的信號轉導,受體酪氨酸激酶的結構 受體酪氨酸激酶活性的調控 配基與受體結合促進受體酪氨酸激酶活性 酪氨酸激酶受體的激活過程及其信息傳遞機制,環(huán)核苷酸類:cAMP、cGMP 肌醇磷脂代謝產物：IP3、DAG 胞內：Ca2+ 一氧化氮（NO） 花生四烯酸代謝產物：前列腺素、白三烯、凝血惡烷,第四節(jié) 第二信使,胞內鈣濃度升高的機制 電壓門控性鈣通道 配體門控性鈣通道 IP3受體 藍尼啶受體（Rya受體） 胞內鈣濃度降低機制 細胞膜的鈣外排機制 Ca2+作用 鈣庫的儲存機制 鈣緩沖機制 鈣在胞質中介導的信號效應,鈣離子,環(huán)核苷酸cAMP和cGMP,DAG和IP3,一氧化氮（NO）,神經(jīng)細胞中的NOS受鈣/鈣調蛋白的調節(jié) 參與鳥苷酸環(huán)化酶的激活,蛋白質磷酸化,蛋白磷酸化在生物功能調節(jié)中的意義 蛋白激酶的分類及其功能 絲氨酸/蘇氨酸激酶 酪氨酸激酶 雙重激酶,PKA 鈣依賴蛋白激酶 鈣/鈣調蛋白依賴的蛋白激酶 PKC 蛋白酪氨酸激酶（Trk) 有絲分裂原激活的激酶（MAPK）,蛋白激酶催化底物蛋白質從脫磷酸轉變?yōu)榱姿峄鞍琢姿峄竸t把磷酸化蛋白質轉變回脫磷酸狀態(tài)。 帶負電荷的磷酸基團的添加或減少能改變蛋白質分子的電荷和形狀，從而影響蛋白質的功能。,蛋白磷酸酶,酪氨酸蛋白磷酸酶 絲-蘇氨酸蛋白磷酸酶 雙重磷酸酶,磷酸化級聯(lián)反應調節(jié)機制和多點磷酸化,核內信號轉導,CREB AP-1 AP-1蛋白的組成與結構特征 AP-1的激活