細胞生物學(xué)中文課件

1、1細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點兩個基本概念信號傳導(dǎo)（Cell signaling） cell signaling conveys the concept that a cell responds to a stimulus from its environment by relaying information to its internal compartment. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（Signal transduction） signal transduction, which indicates that the stimulus received by the cell-surface receptor

2、is different from the signal released to the cell interior.2 特點 信號轉(zhuǎn)換 逐級放大 通過構(gòu)像的改變 在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，上游蛋白對下 游蛋白活性的改變主要是通過添加 或除去磷酸集團進行的。3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白質(zhì)活性45.2 Signal molecules 5.2.1 信號分子及類型 概念 化學(xué)分子 非營養(yǎng)物 非能源物質(zhì) 非結(jié)構(gòu)物質(zhì) 不是酶 主要是用來在細胞間和細胞內(nèi)傳遞信息 5信號分子與細胞通訊？6信號分子的類型激素與內(nèi)分泌信號局部化學(xué)介質(zhì)與旁分泌(paracrine)細胞分泌化學(xué)介質(zhì)(local chemical mediator)

3、到細胞外液中作用于鄰近靶細胞7 自分泌(autocrine) 是指細胞對自身產(chǎn)生的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng), 常見于病理條件下, 如肝細胞合成的釋放生長因子, 可以刺激自身, 導(dǎo)致腫瘤細胞增生, 失去控制。這種信號中最主要的一類是前列腺素(prostaglandins,PG)。8神經(jīng)遞質(zhì) (neurotransmitters) 神經(jīng)遞質(zhì)是由神經(jīng)細胞分泌到觸突(synapses)中的信號分子 它們在進入靶細胞之前，觸突必需同靶細胞挨得很近很近為了引起鄰近靶細胞的反應(yīng)，還必需產(chǎn)生電信號。神經(jīng)遞質(zhì)僅作用于相連接的靶細胞。9信號分子的類型105.2.2 信號分子的特點及性質(zhì)信號分子受體存在部位細胞表面（表面受體）

4、細胞內(nèi)（細胞內(nèi)受體）11Cell-Surface Receptors & Intracellur Receptors12NO:氣體信號分子 一氧化氮是可溶性的氣體，產(chǎn)自精氨酸，在一些組織中作為局部介質(zhì)起作用。NO能夠引起血管壁的平滑肌細胞松弛。13 NO很容易從制造的細胞中擴散出來并且進入到鄰近的細胞。由于NO的半衰期很短(5-10秒鐘)，所以它只能作用于相鄰細胞。NO作用的靶酶是鳥苷環(huán)化酶，使GTP轉(zhuǎn)變成cGMP。14一氧化氮的信號作用15新千年的諾貝爾獎16 第二信息(second messenger) 大多數(shù)激素類信號分子不能直接進入細胞，只能通過同膜受體結(jié)合后進行信息轉(zhuǎn)換，通常把細胞外

5、的信號稱為第一信息使，而把細胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號物質(zhì)稱為第二信息。 17第二信息18 第二信息特征: 是第一信息同其膜受體結(jié)合后最早在細胞膜內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)，僅在細胞內(nèi)部起作用的信息分子；能啟動或調(diào)節(jié)細胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。 目前公認的第二信息有cAMP、DAG、IP3、cGMP和Ca2+。19 效應(yīng)物(effector)接收信息后能夠直接引起反應(yīng)效應(yīng)的物質(zhì)，通常是酶； 如腺苷酸環(huán)化酶在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中能夠?qū)TP轉(zhuǎn)變成cAMP引起細胞內(nèi)的反應(yīng)。20cAMP的產(chǎn)生215.3 受體 5.3.1一般特性概念：存在部位： 膜受體 胞內(nèi)受體膜受體的主要功能是:225.3.2 細胞表面受體主要類型離子通道偶聯(lián)受體

6、(ion-channel linked receptor)；G-蛋白偶聯(lián)受體(G-protein linked receptor)；酶聯(lián)受體(enzyme-linked receptor)。23離子通道偶聯(lián)受體:乙酰膽堿受體與信號傳遞24G蛋白偶聯(lián)受體與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)25G-蛋白:組成: 一般由三個亞基組成, 分別叫、, 、兩亞基通常緊密結(jié)合在一起, 只有在蛋白變性時才分開。功能位點: 亞基具有三個功能位點：GTP結(jié)合位點; 鳥苷三磷酸水解酶(GTPase)活性; ADP-核糖化位點。26酶聯(lián)受體(enzyme linked receptor)受體蛋白既是受體又是酶，一旦被配體激活即具有酶活性并將信

7、號放大，又稱催化受體(catalytic receptor)。這類受體傳導(dǎo)的信號主要與細胞生長、分裂有關(guān)。275.3.3 表面受體信號傳遞的特點信號識別與轉(zhuǎn)換：膜機器鑒別器(discriminator): 又稱分辨部, 即識別部位或調(diào)節(jié)亞單位。轉(zhuǎn)換器(transducer): 又稱傳導(dǎo)部, 將分辨部接受的信號轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)構(gòu)型的變化, 傳給效應(yīng)部。效應(yīng)器(effector) 又稱催化部, 是朝向細胞質(zhì)的部分。一般具有酶的活性, 如腺苷酸環(huán)化酶、鳥苷酸環(huán)化酶等。28信號級聯(lián)反應(yīng)（Signaling cascade）295.3.4 受體與信號分子 相互作用特點表面受體跨膜方式 單次跨膜受體家族: 7

8、次跨膜家族： 多亞單位跨膜家族:30不同的跨膜受體31受體的作用特性專一性高親和力 受體與配體結(jié)合的能力稱為親和力。 飽和性 即有限的結(jié)合能力。 可逆性 配體與受體的結(jié)合是可逆的。 特定的組織定位 受體在體內(nèi)的分布、種類和數(shù)量均隨組 織的不同而不同。325.4 cAMP 信號途徑cAMP信號途徑又稱PKA系統(tǒng)，是蛋白激酶A系統(tǒng)的簡稱(protein kinase A system, PKA)；該系統(tǒng)屬G蛋白偶聯(lián)受體信號傳導(dǎo)；在該系統(tǒng)中, 細胞外信號要被轉(zhuǎn)換成第二信息cAMP引起細胞反應(yīng)。33 激活型 由激活型的信號作用于激活型的受體，經(jīng)激活型的G蛋白去激活腺苷酸環(huán)化酶，從而提高cAMP的濃度引起細胞的反應(yīng)。抑制型 通過抑制型的信號分子作用于抑制型的受體，經(jīng)抑制型的G蛋白去抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性。345.4.1 系統(tǒng)組成激活型的系統(tǒng)組成激活型受體(Stimulate Receptor, Rs)腎上腺素(型)受體, 胰高血糖素受體等此類受體都是7次跨膜的膜整合蛋白。激活型的G-蛋白 將受體接收的信號傳遞給腺苷酸環(huán)化酶，使該酶激活。 效應(yīng)物 腺苷酸環(huán)化酶 C35