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Biochemistry Molecular Biologysignal transduction 第一章 细胞信号转导概论 细胞通讯方式 细胞信号种类 细胞信号转导过程 受体 信号转导蛋白活性调节的方式 刘 永 Ph.D 徐州医学院生物化学与分子生物学研究中心 江苏省脑病生物信息重点实验室 §1.1 细胞通讯方式(Cell Signaling and Receptor) 细胞间通讯类型 1、直接通讯：通过质膜结合分子的直接接触型 脚手架蛋白与细胞粘附分子间的相对水平调控兴奋性突触与抑制性突触的平衡 PSD-95—兴奋性突触 Molecular Pain 2005, 1:12 /content/1/1/12 2、缝隙连接型 ： 通过间隙连接的直接联系型 通过分泌化学信号分子的间接联系型 3、间接通讯： 旁分泌 突触分泌 胚胎细胞分化 神经递质分泌 内分泌 代谢调控、生长发育 ----激素 自分泌 细胞凋亡----GrB 分泌 一、化学信号 1、细胞间的化学信号 ①体液因子：激素、神经递质、神经肽、生长因子和细胞因子、局部化学介质如前列腺素。 ②气体分子 ③代谢产物、ATP、活性氧 ④药物、毒物 §1.2 细胞信号种类(Cell Signaling) 细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质。 神经递质：乙酰胆碱、谷氨酸、多巴胺等。 激素：胰岛素、类固醇激素、甲状腺素等。 生长因子、细胞因子等。 ––––第一信使 (first messenger) 2、细胞内的化学信号 ----第二信使(secondary messenger) 环核苷酸：cAMP、cGMP 脂质信号分子：DAG、IP3 气体信号分子：NO、CO 离子类：Ca2+、H+? 二、物理信号 光信号、 电信号、 机械信号 三、生物大分子的结构信号 决定细胞间的识别和粘附 决定信号分子与受体的识别与结合 决定信号转导通路中信号分子的连接及信号复合物的形成 四、信号转导引起的信号应答效应 细胞增殖信号 细胞分化信号 代谢信号 细胞功能信号 细胞应激和损伤信号 细胞凋亡信号 §1.3 细胞信号转导过程 信号的跨膜转导 浆内信号转导通路 核内信号转导通路 Fast and Slow Responses 通过可逆磷酸化快速调节效应蛋白活性 物质代谢中关键酶的共价修饰 通过调控基因表达产生较为缓慢的生物效应 生长激素调节细胞增殖、发育分化 §1.4 信号转导通路对效应器的调节 信号转导的速率 信号放大、抑制和拮抗 信号转导的反馈 信号转导的通用性和特异性 §1.5 信号转导的规律 信号的发散: iGluR, mGluR; N-AchR, M-AchR 信号的会聚和整合: Ca2+ 信号转导通路间的相互协同 信号转导通路间的拮抗作用 §1.6 细胞信号转导系统的网络 一、受体的定义 1． 定义：细胞膜或细胞内的一些天然分子，能够识别和结合有生物活性的化学信号物质（配体，liganal）,从而启动一系列信号转导，最后产生相应的生物学效应。 2． 三个相关功能：识别与结合，信号转导，生物学效应。 §1.7 受体(receptor) 二、受体的特征 特异性 亲和性 饱和性 可逆性 细胞表面受体 (cell-surface receptors) 胞内受体(intracellular receptors) 三、受体的分类与结构 细胞表面受体 (cell-surface receptors) 离子通道型受体(ion channel linked receptor) G蛋白偶联型受体(G protein linked receptor) 催化型受体(catalytic receptor) 酶偶联型受体(enzyme linked receptor) 离子通道是一类功能独特的跨膜信号 蛋白(孔道蛋白) Asymmetric distribution of ions across the plasma membrane Hammond C., Cellular and Molecular Neurobiology, 2001, Acadmic Press Properties of Ion Channels 1. Permeability 通透性 2. Selectivity 选择性 3. Gating 门控性 Classifying ion Channels Voltage-gated 电压门控型 Ligand-gated 配体门控型