生化细胞信号传导解析.ppt

细胞信号转导 Cellular Signal Transduction 生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。 一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存； 另一方面信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。 生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。 单细胞生物通过反馈调节，适应环境的变化。 多细胞生物则是由各种细胞组成的细胞社会，除了反馈调节外， 更有赖于细胞间的通讯与信号传导，以协调不同细胞的行为，如： ①调节代谢: 通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能 量代谢； ②实现细胞功能：如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放； ③调节细胞周期：使DNA复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段； ④控制细胞分化：使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的 成熟细胞； ⑤影响细胞的存活。 细胞信号传导的基本路线 三种类型的膜受体(细胞表面受体) 离子通道关联受体 G蛋白关联受体 有细胞内催化结构域的酶联受体 细胞内受体 第二信使的3个特点： ①受胞外信号作用后，发生迅速而短暂的增加或减少 ； ②对胞外信号具有放大作用，以致微小的刺激就可以产生明显的生物学效应； ③激活靶蛋白或酶，诱发细胞内相应的一组程序化反应。 　 　一. 促使第二信使产生的G 蛋白： 　　　 G 蛋白是鸟苷酸结合蛋白（guanosine nucleotide-binding protein）的简称。 G 蛋白是一类能与膜受体偶联而具有信号转导作用的蛋白质。 G 蛋白通过与 GTP结合激活效应器 产生第二信使或 与GDP 结合而丧失激活效应器的功能。， 　 G蛋白 　 　 　 　发现G 蛋白的意义： 　 通过G蛋白介导，将受体接受的信号传递给效应物， 产生第二信使，在细胞内将信号放大。 　　 它揭示了细胞外信号如何转换为细胞内信号的真正机制，从而开辟了细胞信号跨膜转导研究的新时代。 　 　G蛋白由三个亚基组成, 100kD左右： 　　G?：39~46kD，20多种，有GTP或GDP结合位点、GTP酶活性、ADP核糖基化位点、毒素修饰位点及受体和效应器结合位点等。 　　G?：36kD，6种。 　　G? ：7~8kD，10多种。 可以有上千种组合。 在天然电泳中β与γ仍紧密结合在一起。 　　　　 　 　G蛋白有两种构象形式： 　　活化型：G?与GTP结合，与G? ?分离。 　　非活化型：G?与GDP结合，与G? ?结合成三聚体。 　　　　 　 G蛋白基本结构 　　　位于细胞膜的胞浆侧。 　 　 G 蛋白通过 AC 的信号转导机制 　1.　信号分子结合改变受体构象； 　2.　受体与 G 蛋白结合并使其激活； 　3.　GTP 取代 GDP，G? 游离； 　4.　G? 结合并激活 AC，产生 cAMP； 　5.　GTP 水解， G? 与 ?? 再结合。　 　 Gs型与Gi型G蛋白的作用　 　 1.　 Gs型G蛋白：能够激活腺苷酸环化酶的G蛋白称为Gs, 激活腺苷酸环化酶（AC），激活钙通道，抑制钠通道。 　2.　 Gi型G蛋白：对该酶有抑制作用的称为Gi。 　　　 抑制AC，抑制钙通道，活化钾通道、PLC和PLA。 Gs可激活AC，而Gi可抑制AC，从而改变细胞中第二信使——cAMP的含量来传递信息 　 　 　 Gt型G蛋白 　　　分布在视网膜的感光细胞，与视紫红质结合，激活cGMP-PDE，传递光反应冲动。　　　　 　 　 Gg 、 Go 及 Gq 型 G 蛋白 　　　 Gg 是味蕾组织中的一种 G 蛋白，与味觉的信号转导有关。 　　　 Go 存在于脑组织中，能调节磷脂代谢，可能与肌醇磷酸信号转导有关。 　　　 Gq 与磷脂代谢有关，其活性不受细胞毒素的修饰。 　 　G 蛋白的βγ亚基 　　　活化的βγ亚基复合物也可直接激活胞内靶分子，具有传递信号的功能。如心肌细胞中G蛋白偶联受体在乙酰胆碱刺激下，活化的βγ亚基复合物能开启质膜上的K+通道，改变心肌细胞的膜电位。 调节cGMP-磷酸二酯酶的活性（Regulating the Activity of cGMP-PDE） ??????? 光