第15章細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)課件

1、第15章,細胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo) （每年12題，考點散亂）,細胞通訊:是體內(nèi)一部分細胞發(fā)出信號，另一 部分細胞接收信號并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榧?胞功能變化的過程稱為細胞通訊。 信號轉(zhuǎn)導(dǎo):細胞針對外源信息所發(fā)生的細胞內(nèi) 生物化學(xué)變化及效應(yīng)的全過程稱為 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。,細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本路線：,第一節(jié) 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)概述 （了解）,一、細胞外化學(xué)信號,化學(xué)信號可以是可溶性的，也可以是膜結(jié)合形式的。,（一）可溶性分子信號,細胞分泌的可溶性分子信號作用于自身、周圍或相距較遠的同類或他類細胞（靶細胞），調(diào)節(jié)其功能。這種通訊方式稱為化學(xué)通訊。,可溶性化學(xué)信號分類：,按可溶性信號作用距離遠近： 作用距離最遠的內(nèi)分泌系統(tǒng)化學(xué)信號，稱為

2、激素； 作用于周圍細胞或自身細胞，屬于旁分泌或自分泌系統(tǒng)的細胞因子； 作用距離最短的是神經(jīng)元突觸內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì) 。,（二）細胞表面分子,細胞通過膜表面分子特異性地識別和相互作用，達到功能上的相互協(xié)調(diào)。這種細胞通訊方式稱為膜表面分子接觸通訊，也是一種細胞間直接通訊。,二、受體,受體定義： 是細胞膜上或細胞內(nèi)能識別外源化學(xué)信號并與之結(jié)合的成分，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，個別糖脂 。 受體的作用： 一是識別外源信號分子，即配體（ligand）； 二是轉(zhuǎn)換配體信號，使之成為細胞內(nèi)分子可識別的信號，并傳遞至其他分子引起細胞應(yīng)答。,受體與信號分子結(jié)合的特性： 高度的專一性、高度的親和力、可飽和性、特定的作用模式,

3、受體位置：,細胞表面受體 細胞內(nèi)受體,接收的是不能進入細胞的水溶性化學(xué)信號分子和其它細胞表面的信號分子，如生長因子、細胞因子、水溶性激素分子、粘附分子等。,接收的信號是可以直接通過脂雙層胞膜進入細胞的脂溶性化學(xué)信號分子，如類固醇激素、甲狀腺素、維甲酸等。,三、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子：參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的蛋白質(zhì)分子和小分子活性 物質(zhì)，稱為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。 第一信使：即細胞間物質(zhì)，是由細胞分泌的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動 的化學(xué)物質(zhì)。 第二信使：是指細胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物，如cAMP、 cGMP、Ca2+、IP3、DAG、Cer、PIP2 、NO等。 第三信使：是負責(zé)細胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)

4、，又稱DNA結(jié)合蛋白。,第二節(jié),細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)分子 （掌握第二信使的種類，尤以cAMP為重要;掌握兩種G蛋白）,cAMP和cGMP代謝（AC、GC和PDE作用）,一、第二信使,(一）環(huán)核苷酸（cAMP、cGMP）,AC,GC,PDE,cAMP 激活蛋白激酶A（PKA）,cGMP 激活蛋白激酶A（PKC）,PKA和PKG活化后，可使多種蛋白質(zhì)底物的絲氨酸或蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化，改變其活性狀態(tài)，底物分子包括一些糖、脂代謝相關(guān)的酶類、膜蛋白、膜受體和某些轉(zhuǎn)錄因子 。,（二）脂類,具有第二信使特征的脂類衍生物:,二脂酰甘油（DAG或DG） 花生四烯酸（AA） 磷脂酸（PA） 溶血磷脂酸（LPA）

5、4-磷酸磷脂酰肌醇（PIP） 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2) 三磷酸肌醇（IP3）,1、DAG，IP3的生物合成,PIP2,PLC,DAG + IP,（1）IP3的作用,2、DAG，IP3的作用,（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與肌漿網(wǎng)膜上）,（2）鈣離子和DAG激活蛋白激酶C（PKC）,（3）鈣離子的信號功能主要是通過鈣調(diào)蛋白實現(xiàn),Ca2+ 活化鈣調(diào)蛋白（CaM），然后作用于 Ca 2+/CaM-依賴性激酶（CaM-K） 。 （PKC和CaM-K也屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶 作用的底物類似PKA和PKG）,（四）NO,NO合酶介導(dǎo)NO生成（EDRF就是NO）,NO合酶,胍氨酸,精氨酸,NO,1、蛋白質(zhì)的可逆磷酸

6、化修飾是最重要的信號通路開關(guān),H2O,Pi,磷蛋白磷酸酶,ATP,ADP,蛋白激酶,-O-PO32-,磷酸化的酶蛋白,二、蛋白質(zhì),（一）蛋白激酶/蛋白磷酸酶,蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶,蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶： 包括PKA、PKG、PKC、PKA、 Ca 2+/CaM-依賴性激酶、MAPK,蛋白酪氨酸激酶: 包括受體型PTK和非受體型PTK,MAPK的磷酸化與活化示意圖,MAPKKK,MAPKK,MAPK,Thr,Tyr,Thr,Tyr,P,P,phosphatase,off,on,MAPK,絲裂原激活的蛋白激酶（MAPK）,MAPK作用機制：被激活后轉(zhuǎn)移至細胞核內(nèi)，使一些轉(zhuǎn)錄因子

7、發(fā)生磷酸化，改變細胞內(nèi)基因表達的狀態(tài)。另外，它也可以使一些其它的酶發(fā)生磷酸化使之活性發(fā)生改變。 MAPK調(diào)控的生物學(xué)效應(yīng)：參與多種細胞功能的調(diào)控，尤其是在細胞增殖、分化及凋亡過程中，是多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的共同作用部位。,受體型PTK： （見右圖）,蛋白酪氨酸激酶,受體型PTK：,Src家族/JAK家族屬于非受體型PTK,（二）G蛋白,名稱：鳥苷酸結(jié)合蛋白簡稱G蛋白。 構(gòu)象：G蛋白結(jié)合的核苷酸為GTP時為活化形 式；當(dāng)結(jié)合GDP時為非活化狀態(tài)，使信 號途徑關(guān)閉。 GTP酶的活性：G蛋白的活化形式有GTP酶的 活性（霍亂毒素可使G蛋白失去GTP酶的活性）。,G蛋白主要有兩大類：,異源三聚體G蛋白：與

8、7次跨膜受體結(jié)合，以、 、亞基三聚體的形式存在于 細胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)，簡稱G蛋白。 低分子量G蛋白：Ras蛋白，又叫小G蛋白，也稱 P21蛋白。,G蛋白循環(huán),第三節(jié),各種受體介導(dǎo)的基本信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 掌握：1.cAMP-蛋白激酶途徑、 2.Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑 3.Ras-MAPK途徑 4.JAK-STAT途徑 5. 胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo),離子通道受體 七跨膜受體 單次跨膜受體,細胞內(nèi)受體,細胞膜受體,受體,胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,脂溶性信號,【脂溶性信號：甲狀腺激素、類固醇激素、維A酸、維生素D等】,離子通道型膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,1、胰高血糖素受體通過AC-cAMP-PKA通路轉(zhuǎn)

9、導(dǎo)信號 （掌握）,糖原分解,血糖,七跨膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,【G-亞基包括：s 、 i 、 q】【七跨膜受體又稱G蛋白偶聯(lián)受體】,2、血管緊張素II 受體通過 PLC-IP3/DAG-PKC通路轉(zhuǎn)導(dǎo)信號,【第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG、NO等】,1、EGFR通過RasMAPK通路轉(zhuǎn)導(dǎo)信號,單跨膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,【Ras：間接接觸Grb2、SOS鳥甘酸交換因子使其與GTP結(jié)合有活性、有GTP酶的活性】 【此通路與細胞生長、增殖、分化有關(guān)】 【單跨膜受體又稱酶偶聯(lián)受體】,2、白細胞介素受體通過JAK-STAT途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)信號（記住名字即可）,細胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)（綱要）,

10、一、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)概述 第二信使的概念及種類 二、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 1、cAMP生成及降解所需要的酶及其作用。 2、G蛋白：鳥苷酸（GTP或GDP）結(jié)合蛋白，、三亞基組成，可與AC等酶偶聯(lián)，霍亂弧菌使其持續(xù)活化。 三、各種受體介導(dǎo)的細胞內(nèi)基本信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 1、通過胞內(nèi)受體發(fā)揮作用的激素有哪些？ 2、G蛋白偶聯(lián)受體信號的主要途徑是哪些？（cAMP-PKA信號途徑等） 3、Grb2通過募集SOS（一種鳥苷酸交換因子）激活Ras，Ras結(jié)合GTP時有活性，它還有GTP酶的活性。 4、酶偶聯(lián)受體途徑（Ras-MAPK途徑及JAK-STAT途徑）與細胞的生長、增殖有關(guān)。,(1)2009X細胞內(nèi)信息傳遞中

11、，能作為第二信使的有 A.cAMP B.AMP C.DAG D.TPK,(2)1999X 參與細胞內(nèi)信息傳遞的第二信使物質(zhì)有 AcAMP BCa2+ CDG（DAG） DIP3,(3)2005A cAMP 能別構(gòu)激活下列哪種酶 A. 磷脂酶 A B. 蛋白激酶 A C蛋白激酶 C D 蛋白激酶 G E 酪氨酸蛋白激酶,(4)2013A 下列涉及G蛋白偶聯(lián)受體信號的主要途徑是 A.cAMP-PKA途徑 B.酪氨酸激酶受體信號途徑 C.雌激素-核受體信號途徑 D.絲/蘇氨酸激酶受體信號途徑,(5)2004A 直接影響細胞內(nèi)cAMP含量的酶是,A.磷脂酶 B.蛋白激酶A C.腺苷酸環(huán)化酶 D.蛋白激

12、酶C E.酪氨酸蛋白激酶,(6)2006A 下列哪種酶激活后會直接引起cAMP濃度降低 A.磷酸二酯酶酶 B.蛋白激酶A C.蛋白激酶G D.蛋白激酶C E.磷脂酶C,(7)2007A下列關(guān)于GTP結(jié)合蛋白（G蛋白）的敘述，錯誤的是 A.膜受體通過G蛋白與腺苷酸環(huán)化酶偶聯(lián) B.可催化GTP水解為GDP C.霍亂毒素可使其失活 D.有三種亞基、,(8)2007A 下列因素中，與Ras蛋白活性無關(guān)的是 A.GTP B.GRB2 C.鳥苷酸交換因子 D.鳥苷酸環(huán)化酶,(9)2003A 通過胞內(nèi)受體發(fā)揮作用的激素是 A腎上腺素 B甲狀腺激素 C胰高血糖素 D胰島素 E促腎上腺皮質(zhì)激素,(10)2008X 與細胞生長、增殖和分化有關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要有 A.cAMP蛋白激酶