細(xì)胞生物學(xué)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

關(guān)于細(xì)胞生物學(xué)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第1頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)概述一、細(xì)胞通訊

概念（P218)：生物體內(nèi)C與C之間的聯(lián)絡(luò)、識(shí)別以及信息傳遞，是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞并與靶細(xì)胞相應(yīng)的受體相互作用，然后通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生胞內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程。

第2頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（一）細(xì)胞通訊的方式

1、分泌化學(xué)信號(hào)2、細(xì)胞間接觸依賴性通訊3、間隙連接或胞間連絲第3頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分泌化學(xué)信號(hào)第4頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞外信號(hào)分子局部性作用于附近的細(xì)胞信號(hào)分子不能運(yùn)輸?shù)奶h(yuǎn)(旁分泌)信號(hào)細(xì)胞局部性信號(hào)分子(自分泌)第5頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五用于沿軸突傳遞電信號(hào)的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生釋放信號(hào)分子于血液系統(tǒng)，分布到全身(突觸傳遞)(內(nèi)分泌)神經(jīng)細(xì)胞突觸細(xì)胞主體靶細(xì)胞靶細(xì)胞內(nèi)分泌細(xì)胞靶細(xì)胞神經(jīng)遞質(zhì)受體信號(hào)分子血液系統(tǒng)第6頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞間接觸性依賴的通訊（常見(jiàn)在胚胎發(fā)育）間隙連接

第7頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞通訊步驟1、合成和釋放信號(hào)分子2、信號(hào)分子運(yùn)送至靶細(xì)胞3、受體與信號(hào)分子的特異性結(jié)合及其激活4、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與傳遞5、引發(fā)細(xì)胞功能、代謝或發(fā)育的改變6、信號(hào)的解除與細(xì)胞反應(yīng)的終止第8頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）、信號(hào)分子和受體1、信號(hào)分子(P220)：

信號(hào)C釋放的信息物質(zhì)傳給靶C發(fā)揮作用，種類多，包括化學(xué)信號(hào)和物理信號(hào)。傳遞信號(hào)的分子，是與細(xì)胞受體結(jié)合，改變受體的性質(zhì),引起一系列細(xì)胞反應(yīng)。

根據(jù)溶解性可分為：親脂性信號(hào)分子：(小分子)

甾類激素，甲狀腺素親水性信號(hào)分子:(大分子)

神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、腎上腺素等第9頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、受體(P221)選擇性結(jié)合某種特定配體的大分子，絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，且為糖蛋白。

第10頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五受體分類：離子通道耦聯(lián)受體細(xì)胞表面受體：G蛋白耦聯(lián)受體酶連受體細(xì)胞內(nèi)受體：第11頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五受體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合結(jié)構(gòu)域效應(yīng)結(jié)構(gòu)域第12頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五心肌細(xì)胞骨胳肌肉細(xì)胞唾液腺細(xì)胞乙酰膽堿心臟收縮減緩減弱肌肉收縮分泌受體蛋白乙酰膽堿同一種化學(xué)信號(hào)分子對(duì)不同的靶細(xì)胞可產(chǎn)生不同的效應(yīng)第13頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、第二信使和分子開(kāi)關(guān)第二信使學(xué)說(shuō)（p223)第二信使：信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大分子開(kāi)關(guān)(P224)：在細(xì)胞的信號(hào)通路中起正負(fù)反饋調(diào)節(jié)的蛋白。開(kāi)關(guān)蛋白（由蛋白激酶/蛋白磷酸酶開(kāi)啟）

GTP結(jié)合蛋白第14頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第15頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及其特性（一）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成與信號(hào)蛋白1、細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)途徑2、從細(xì)胞表面到細(xì)胞核信號(hào)傳遞的信號(hào)傳遞鏈：細(xì)胞表面受體—轉(zhuǎn)承蛋白—信使蛋白—接頭蛋白……第16頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞外信號(hào)分子受體蛋白分子細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子靶位蛋白代謝改變基因表達(dá)改變細(xì)胞形狀或運(yùn)動(dòng)改變代謝類酶基因調(diào)節(jié)蛋白細(xì)胞骨架蛋白細(xì)胞信號(hào)途徑的組成第17頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白的相互作用

信號(hào)蛋白組成的信號(hào)傳遞鏈第18頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的主要特性第19頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞

一、胞內(nèi)受體及其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)：是激素激活的基因調(diào)控蛋白。無(wú)活性的細(xì)胞核受體激活的細(xì)胞核受體轉(zhuǎn)錄激活功能域DNA-結(jié)合功能域配體結(jié)合功能域抑制性蛋白輔激發(fā)蛋白配體受體結(jié)合序列起始靶基因轉(zhuǎn)錄第20頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞過(guò)程第21頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五甾類激素可以誘導(dǎo)原初反應(yīng)和次級(jí)反應(yīng)；即：A：直接誘導(dǎo)少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的原初反應(yīng)階段；B：基因產(chǎn)物再活化其他基因，產(chǎn)生一種延遲的次級(jí)反應(yīng)。這種反應(yīng)對(duì)激素原初作用起放大效應(yīng)。mRNA蛋白質(zhì)原初反應(yīng)蛋白質(zhì)mRNA次級(jí)反應(yīng)第22頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五NO合酶催化NO的形成

二、

NO作為信號(hào)分子進(jìn)入靶細(xì)胞直接與酶結(jié)合第23頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第24頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第25頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、G蛋白耦聯(lián)受體-“蛇形受體”的結(jié)構(gòu)與激活1、受體第三節(jié)G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第26頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.G蛋白-負(fù)責(zé)傳遞來(lái)自受體的信息G-蛋白質(zhì)三聚體第27頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五G-蛋白

質(zhì)的激活

造成亞基

卸解分離受體蛋白信號(hào)分子被激活的G-蛋白亞基激活的a

亞基激活的b/g

亞基無(wú)活性G-蛋白第28頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五a-亞基的內(nèi)在GTP酶活性使之失活靶蛋白激活的a亞基激活的b/g亞基a亞基激活其靶蛋白a亞基上GTP水解，使該亞基本身失活，造成和靶蛋白解離第29頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五失活的a-亞基與bg-復(fù)合體結(jié)合無(wú)活性靶蛋白無(wú)活性G-蛋白第30頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五激活G-蛋白的功能1)離子通道2)酶第31頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、G-蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路

（一）以cAMP為第二信使的信號(hào)通路1)腺苷酸環(huán)化酶第32頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2)環(huán)化AMP磷酸二酯酶第33頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3)蛋白激酶AcAMP激活

PKAs（cyclicAMP-dependentproteinkinases)，PKAs磷酸化靶蛋白分子上的特定絲氨酸/蘇氨酸。無(wú)活性的PKA無(wú)活性的催化亞基調(diào)節(jié)亞基cAMP-調(diào)節(jié)亞基復(fù)合體激活的催化亞基第34頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4)cAMP調(diào)節(jié)某些基因的表達(dá)信號(hào)分子激活的腺苷酸環(huán)化酶激活的PKA進(jìn)入細(xì)胞核后：磷酸化激活CREB

激活的CREB與CBP結(jié)合所形成的復(fù)合體結(jié)合在靶基因的調(diào)控序列上（CREB-bindingelement）,刺激基因轉(zhuǎn)錄第35頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）磷脂酰肌醇雙信使信號(hào)通路細(xì)胞質(zhì)膜脂類分子外層細(xì)胞質(zhì)膜脂類分子內(nèi)層細(xì)胞質(zhì)膜脂類分子外層磷脂酰肌醇（PI）磷脂酰肌醇-4-磷酸（PI(4)P）磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PI(4，5)P2）PI激酶PIP激酶1）三種肌醇磷脂第36頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2）雙信使二酰甘油細(xì)胞質(zhì)膜脂類分子外層細(xì)胞質(zhì)膜脂類分子內(nèi)層磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸磷脂酶C-b激活蛋白質(zhì)激酶C刺激Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放進(jìn)入胞質(zhì)溶膠肌醇-1,4,5-三磷酸第37頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3）肌醇磷脂信號(hào)傳遞系統(tǒng)IP3打開(kāi)Ca2+-釋放通道DAG和Ca2+

激活蛋白質(zhì)激酶C（PKC）信號(hào)分子GPCR磷脂酶C-b磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二酰甘油（DAG）激活的Gq

a-亞基IP3激活的蛋白質(zhì)激酶C（PKC）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔室第38頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五無(wú)活性的PKCs存在于胞質(zhì)溶膠.激活作用包括:

轉(zhuǎn)位:Ca2+(由IP3誘導(dǎo))將PKC從胞質(zhì)溶膠轉(zhuǎn)位到細(xì)胞質(zhì)膜上（通過(guò)和膜上的DAG而做到）激活:Ca2+

DAG（二酰甘油） 磷脂酰絲氨酸4）蛋白質(zhì)激酶C(PKC)的激活第39頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蛋白激酶C的作用1

對(duì)糖代謝的控制

第40頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五作用2：參與基因表達(dá)調(diào)控

第41頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5）鈣調(diào)蛋白（Calmodulin）

單一多肽鏈；有4個(gè)Ca2+

結(jié)合位點(diǎn)；其激活需要結(jié)合至少2個(gè)Ca2+鈣調(diào)蛋白活化的鈣調(diào)蛋白和靶蛋白結(jié)合后，發(fā)生重大構(gòu)型變化第42頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6）鈣調(diào)蛋白激酶（CaM-K）活化的CaM-K完全活化Ca2+-獨(dú)立狀態(tài)50-80%活化抑制結(jié)構(gòu)域催化結(jié)構(gòu)域自身磷酸化蛋白質(zhì)磷酸酶第43頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五外界信號(hào)分子質(zhì)膜上受體肌醇酯（磷脂酰肌醇－4、5－二磷酸PIP2）磷脂酶水解1、4、5三磷酸肌醇IP3二?；视虳G鈣離子作用鈣調(diào)素形成鈣調(diào)素－酶復(fù)合物蛋白激酶C蛋白質(zhì)磷酸化細(xì)胞反應(yīng)動(dòng)員細(xì)胞內(nèi)源鈣到細(xì)胞質(zhì)中第44頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五7）信號(hào)分子的失活：通過(guò)細(xì)胞內(nèi)生化代謝完成。IP3：通過(guò)肌醇磷酸脂循環(huán)途徑；

DG：通過(guò)兩種途徑終止其信使作用；被二?；视图っ噶姿峄癁榱字?，進(jìn)入肌醇磷脂循環(huán)，被二?；视椭杆獬蓡沃８视?。（見(jiàn)P240）第45頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控第46頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTK）及RTK—Ras蛋白信號(hào)通路受體二聚化第四節(jié)酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第47頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白這些蛋白質(zhì)都有SH2(Src同源)結(jié)構(gòu)域，第48頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.Ras蛋白（小GTP結(jié)合蛋白）GRF鳥(niǎo)苷酸釋放因子GTP酶活化蛋白第49頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（如GRF）第50頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.RTK-Ras信號(hào)通路GRF第51頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五MAPk: Mitogen-activatedproteinkinase（促分裂原活化蛋白質(zhì)激酶）在哺乳動(dòng)物里稱為Raf結(jié)果:促進(jìn)許多導(dǎo)致細(xì)胞分裂基因的表達(dá)例如，G1-周期蛋白一般俗稱為p38在哺乳動(dòng)物里稱為MEK改變一些蛋白質(zhì)的活性改變基因表達(dá)狀況第52頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、細(xì)胞表面其他酶連受體(一）受體絲氨酸/蘇氨酸激酶（二）受體酪氨酸磷酸酯酶—孤兒受體（三）受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（四）酪氨酸激酶連接的受體（本身無(wú)活性，具有酪氨酸激酶的結(jié)合位點(diǎn)）：與Src蛋白家族相聯(lián)系的受體與Janus激酶家族相聯(lián)系的受體第53頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)的兩種鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶

第54頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶催化GTP生成cGMP

第55頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

干擾素的結(jié)合使受體蛋白形成二聚體受體上結(jié)合的Jak互相將“伙伴”受體上的Jak磷酸化活化的Jak將受體磷酸化Jak-STAT信號(hào)傳遞途徑(a-干擾素)與Janus激酶家族相聯(lián)系的受體第56頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五受體的磷酸化為STAT的結(jié)合創(chuàng)造了?？奎c(diǎn)（STAT上帶有SH2）Jak-STAT信號(hào)傳遞途徑(a-干擾素)STAT通過(guò)其SH2結(jié)構(gòu)域?？吭谑荏w的磷酸酪氨酸之后，Jak將STAT磷酸化STAT脫離受