第十五章 细胞信号转导-修改版.ppt

第十五章 细胞信号转导 Cellular signal transduction 第一节 细胞信号转导概述General information 一、细胞外化学信号 （一）可溶性分子信号作用距离不等 （二）细胞表面分子也是重要的细胞外信号 二、细胞经由特异性受体接受细胞外信号 （二）受体既可以位于细胞膜也可以位于细胞内 三、信号转导通路与网络 pathway and network 第二节细胞内信号转导相关分子Intracellular signal molecules 一、第二信使浓度及分布变化是重要的信号转导方式 第二信使种类 环核苷酸： 环腺苷酸（cAMP） 环鸟苷酸（cGMP） 脂类分子： 二酯酰甘油（DAG） 肌醇三磷酸（ IP3） 钙离子、等 （一）环核苷酸是细胞内重要的第二信使 1、核苷酸环化酶催化cAMP和cGMP的生成 3、环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性 cAMP激活PKA影响糖代谢 PKA调控基因表达 4、蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子 （二）脂类也可以作为胞内第二信使 2、脂类第二信使作用于相应的靶蛋白分子 DAG活化PKC的作用机制示意图 （三）钙离子可激活信号转导有关的酶类 1、钙离子在细胞内的分布有明显的区域特征 2、钙离子的信号功能主要通过钙调蛋白实现 钙调蛋白（Calmodulin, CaM）可看作是细 胞内钙离子的受体，与钙离子结合后可引起 构象改变。 （四）NO的信使功能与cGMP有关 二、蛋白质作为细胞内信号转导分子 （一）蛋白激酶/蛋白磷酸酶是细胞信号通路的开关分子 1、蛋白质的可逆磷酸化修饰是最重要的信号通路 开关 2、蛋白丝/苏氨酸激酶及蛋白酪氨酸激酶是最主要的蛋白激酶 3、MAPK级联激活是多种信号通路的中心 4、蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号 5、蛋白磷酸酶衰减蛋白激酶信号 （二）G蛋白的GDP/GTP结合状态决定信号通路的开关 1、异源三聚体G蛋白：介导七跨膜受体信号 2、低分子量G蛋白 （三）蛋白相互作用结构域介导信号通路中蛋白的相互作用 （四）衔接蛋白和支架蛋白连接信号与网络 2、支架蛋白保证特异和高效的信号转导 第三节 各种受体介导的基本 信号转导通路 Signal pathway mediated by different receptors 一 细胞内受体多属于转录因子 细胞内受体结构及作用机制示意图 二、离子通道型受体是化学信号与电信号转换器 三、G蛋白偶联受体通过G蛋白-第二信使-靶分子发挥作用 GPCR-G蛋白信号转导途径的基本模式 （一）G蛋白的活化启动信号转导 （二）GPCR-G蛋白-第二信使-靶分子 （三）胰高血糖素通过G蛋白-AC-cAMP-PKA通路转导信号 胰高血糖素与受体（G蛋白偶联受体）结合，受体构象改变 引起与之偶联的Gs蛋白构象改变 Gs蛋白构象改变致?亚基与GDP结合力下降，从而释放GDP,结合GTP,并与βγ亚基分离，成为活化状态 活化的Gs蛋白激活下游AC 活化的AC催化cAMP生成 cAMP与PKA调节亚基结合，导致PKA催化亚基与调节亚基的解离，从而激活PKA PKA一方面磷酸化激活磷酸化酶b激酶，后者磷酸化激活磷酸化酶b，引起糖原分解；另一方面PKA磷酸化糖原合酶使之失活，抑制糖原合成，最终引起血糖升高。 （四）血管紧张素II通过PLC-IP3/DAG-PKC通路介导信号转导 血管紧张素II与其受体结合（G蛋白偶联受体），受体构象改变 引起与之偶联的Gq蛋白构象改变 Gq蛋白构象改变，?亚基与GDP结合力下降，释放GDP,结合GTP,并与βγ亚基分离，成为活化状态 活化的Gq蛋白激活下游PLC 活化的PLC催化PIP2分解为DAG和IP3 IP3与内质网上IP3受体结合，后者为钙离子通道，从而引起内质网储存的钙离子的释放，细胞内钙离子浓度升高 DAG生成后仍留于细胞膜上，与磷脂酰丝氨酸、钙离子一起可激活膜附近的PKC PKC磷酸化其底物，改变其活性，引起细胞应答 另一方面，钙离子激活钙调蛋白，进而激活钙调蛋白激酶 钙调蛋白激酶磷酸化其底物，引起细胞应答，主要表现为血管的收缩 四、单次跨膜受体依赖酶的催化作用传递信号 （一）Ras-MAPK途径是EGFR的主要信号通路 （二）JAK-STAT通路介导白细胞介素受体信号 五、细胞信号转导的特点和规律 去极化与超极化 调节蛋白质功能和表达水平 乙酰胆碱受体 功能模式图 GRCP 一条多肽链组成的糖蛋白 氨基端位于细胞外表面，羧基端在胞膜内侧 七次跨膜在胞外与胞内分别形成3个环状结构，胞内第2 和第3个环状结构与G蛋白结合，胞外第2和第3个环状结