第八章细胞信号传递ppt.ppt

一、细胞通讯(cell communication) 细胞通讯：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响应的受体相互作用，然后通过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理学效应的过程。 (一) 细胞通讯方式： 2）接触性依赖的通讯(contact-depndent signaling) (二) 细胞的信号分子与受体 细胞的信号分子（signal molecule）:是细胞的信息载体。 信号分子种类： 1）化学信号 ? 激素 ? 局部介质(local mediator) ? 神经递质（neurotransmitter)等 2）物理信号 ? 声、光、电、温度变化 2. 受体(receptor) 1）受体(receptor) ：是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,当与配体结合后,通过信号转导(signal transduction)作用将细胞外信号转换为细胞内化学或物理的信号,以启动一系列过程,最终表现为生物学效应。 细胞内受体:位于细胞基质或核基质，识别和结合小的脂溶性信号分子。包括 分泌性信号分子、膜结合型信号分子等。 细胞表面受体:受细胞外亲水性信号分子激活。 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) 6）受体与配体的结合，通过信号转导途径，将胞外信号转换胞内化学、物理的信号，引发主要的细胞反应 3.第二信使（second messenger）与分子开关 1955年，Sutherland，cAMP第二信使学说1971 年诺贝尔生理和医学奖 1963年， cGMP作为胞内信使的发现 1978年，Rasmussen，Ca2+第二信使学说 1983年，IP3和DG作为胞内信使的发现 80年代，Gilman和Rodbell，G蛋白的研究，获1994 年诺贝尔生理和医学奖 80-90年代，酪氨酸蛋白激酶与信号转导的研究 3.第二信使（second messenger）与分子开关 1）第二信使学说(second messenger theory)：胞外化学物质(第一信使)不能进入细胞,它用于细胞表面受体,而导致产生细胞内第二信使,从而激发一系列生化反应,最后产生一定的生理效应,二信使的降解使其信号作用终止。 2）第一信使:细胞外信号分子 3）第二信使:第一信使与受体作用后在胞内产生的信号分子。如：cAMP、cGMP、三磷酸肌醇 (IP3)、二酰基甘油(DAG)、Ca2+ ? cAMP的发现及第二信使学说的提出 二、信号转导系统及其特点 通过细胞表面受体介导的信号途径 不同形式的胞外的信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别。 胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生第二信使或活化的信号蛋白。 放大信号：信号传递至包内效应器蛋白，引发细胞内信号放大的级联反应。 细胞反应由于受体的脱敏（desensitization）或受体下调，启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。 （一）信号转导系统的基本组成 第二节 细胞内受体介导的信号转导 一、细胞内核受体及其对基因表达的调节 （一） 细胞内受体作用机制 1998年R．Furchgott等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 G蛋白耦联受体介导的信号转导 一、G蛋白耦联受体的结构与激活 二、 G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路 (一)概念 G蛋白(G protein)：三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein),简称～。G蛋白偶联的受体:7次跨膜蛋白，N端在胞外，C端在胞内;胞内结构域与G蛋白偶联;通过与G蛋白耦联,调节相关酶活性,在细胞内产生第二信使;从而将胞外信号跨膜传递到胞内。 （二）G蛋白的结构与活性变化 G蛋白与受体结合后，α亚基上结合的GDP被GTP置换，G蛋白被激活 α亚基便与βγ复合物分离，沿质膜内表面散开，分别与各自的靶蛋白， α亚基具有GTP酶活性,α亚基与其靶蛋白相互作用后,经过几秒钟便把与其结合的 GTP消解成GDP。 于是α亚基便与βγ复合物重新结合成无 活性的G蛋白，信号关闭。 （三）信号转导过程中G蛋白的活性变化 (1) 受体激活：配体与受体结合时，引起受体蛋白的构象改变，暴露出与G蛋白结合的部位，于是G蛋白便与配体-受体复合物结合，导致G蛋白与GDP的结合力大大减弱 (2) G蛋白的激活：GDP从α亚基上脱