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第九章 细胞信号转导 ●概述 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 ●信号的整合与控制 复习纲要 第一节 概述 ●细胞通讯 ●信号转导系统及其特性 细胞通讯 ●细胞通讯的概念 ●细胞通讯方式 ●信号分子与受体 ●分子开关与蛋白激酶 细胞通讯（cell communication） 一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。 细胞通讯方式 ?分泌化学信号进行通讯 ?内分泌（endocrine） ?旁分泌（paracrine） ?自分泌（autocrine） ?化学突触（chemical synapse） ?接触性依赖的通讯：细胞间直接接触，信号分子 与受体都是细胞的跨膜蛋白，如精子和卵子之间的识别 ?间隙连接和胞间连丝 接触性依赖的通讯 信号分子与受体 ●信号分子（signal molecule） ?亲脂性信号分子：甾类激素和甲状腺素 ?亲水性信号分子：神经递质、生长因子、局部化学递质和大多数激素 ?气体性信号分子：NO，CO。 信号分子与受体 ●受体（receptor）一类能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，多为糖蛋白,少数是糖脂。一般至少包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效应的区域，当受体与配体结合后，构象改变而产生活性，启动一系列过程，最终表现为生物学效应。 ●第二信使（second messenger）:第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子，如cAMP、cGMP、Ca2+、三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG） 等 信号分子 其共同特点是： ①特异性，只能与特定的受体结合； ②高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统； ③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。 受体 ?细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活, 激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族） ?细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活, 细胞表面受体分属三大家族： ?离子通道偶联的受体（ion-channel-linked receptor） ?G-蛋白偶联的受体（G-protein-linked receptor） ?酶偶连的受体（enzyme-linked receptor） 信号转导系统及其特性 （一）信号转导系统的基本组成： ①信号识别：胞外信号被细胞表面特异性受体识别； ②信号的跨膜转导：产生胞内第二信使或活化的信号蛋白； ③信号放大：信号传递至胞内效应蛋白，引发胞内信号放大的级联反应； ④细胞应答： 改变代谢活性/基因表达/细胞运动 ⑤信号终止：通过受体的脱敏或下调，终止或降低细胞反应。 信号转导系统及其特性 （二）信号转导系统的特性： 特异性：结合特异性，效应器特异性； 放大作用：逐级磷酸化； 网络化与反馈调节机制：保证细胞对信号做出适度反应； 信号的整合:多种胞外信号和多种细胞受体作用，细胞需要整合这些信息才能维持生命活动的有序性。 第二节 细胞内受体介导的信号转导 细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白 ● 甾类激素介导的信号通路: 信号分子通过简单扩散进入细胞内,与其受体结合形成激素-受体复合物,穿过核孔进入胞核与特定区段的DNA结合，调节基因表达. 两步反应阶段： ?初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录，发生迅速； ?次级反应阶段：初级反应产物再活化其它基因产生延迟的放大作用。 ●一氧化氮介导的信号通路 NO NO作用于邻近细胞。 NO在血管内皮细胞和神经细胞中生成，由一氧化氮合酶（NOS）催化，以L-精氨酸为底物，NADPH为电子供体，生成NO和L-瓜氨酸。 NO的作用机理： 乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP升高→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。 硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO。 1998年三位美国科学家因对NO信号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。 第三节 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递 ● G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递 ● 酶偶联受体介导的信号跨膜传