8细胞信号转导661幻灯片.pptVIP

类固醇激素、视黄酸、维生素D和甲状腺素的受体在细胞核内。这类信号分子与血清蛋白结合运输至靶组织并跨跃质膜进入细胞内，通过核孔与特异性核受体结合形成激素-受体复合物并改变受体构象；激素受体-复合物与基因特殊调节区(又称激素反应元件)结合，影响基因转录。类固醇激素诱导的基因活化通常分为两个阶段:① 直接活化少数特殊基因转录的初级反应阶段，快速发生。② 初级反应的基因产物再活化其他基因产生延迟的次级反应，对初级反应起放大作用。这类激素的作用通常是影响细胞分化等长期的生物学效应。甲状腺素也是亲脂性小分子，作用机制与类固醇激素相同，但也有个别的亲脂性小分子，如前列腺素，其受体在细胞质膜上。 二、NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合 NO是一种自由基性质的气体，具脂溶性，可快速扩散透过细胞质膜，到达邻近靶细胞发挥作用。由于体内存在氧及其他与NO发生反应的化合物(如超氧离子、血红蛋白等)，因而NO在胞外极不稳定，只能在组织中局部扩散，被氧化后以硝酸根或亚硝酸根的形式存在于细胞内外液中。血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞，NO的生成需要一氧化氮合酶的催化，以L-精氨酸为底物，以还原型辅酶Ⅱ作为电子供体，等当量地生成NO和 L-瓜氨酸。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。NO作为局部介质在许多组织中发挥作用，靶细胞内具有鸟苷酸环化酶活性的受体的激活是N0发挥作用的主要机制。NO扩散进入靶细胞与靶蛋白的结合，可快速导致血管平滑肌的舒张，从而引起血管扩张、血流通畅。 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 G蛋白耦联受体：是指在和配体结合后，还要通过与G蛋白的耦联，才能对靶蛋白(效应酶或通道蛋白)产生作用，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的一类特殊受体。 G蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜内胞浆一侧，由Gα、Gβ和Gγ三个亚基组成，Gβ和Gγ亚基以异二聚体存在，Gα、Gβγ亚基分别通过共价结合脂分子锚定于膜上。 Gα亚基本身具有GTP酶活性，是分子开关蛋白。当配体与受体结合，三聚体G蛋白解离，并发生GDP与GTP交换，游离的Gα-GTP处于活化的开启状态，导致结合并激活效应蛋白，从而传递信号；当Gα-GTP水解形成Gα-GDP时，则处于失活的关闭状态，终止信号传递并导致三聚体G蛋白的重新组装，系统恢复进入静息状态。 G蛋白耦联受体 （a）神经递质乙酰胆碱与心肌细胞的膜受体结合，使得G蛋白的α亚基与β、γ亚基分开； （b）激活的β、γ亚基复合物同K+离子通道结合并将K+离子通道打开； （c）α亚基中的GTP水解，导致α亚基与β、γ亚基重新结合，使G蛋白处于非活性状态，使K+离子通道关闭。 G蛋白耦联受体 G蛋白 靶蛋白 配体 有些信号途径，效应器蛋白是受游离的Gβγ亚基复合物激活的。G蛋白耦联受体介导无数胞外信号的细胞应答，G蛋白耦联受体家族包括多种应答蛋白或肽类激素、局部介质、神经递质和氨基酸或脂肪酸的衍生物的受体，以及哺乳类嗅觉、味觉受体和视觉的光激活受体(视紫红质)。尽管与这类受体相互作用的信号分子多种多样，受体的氨基酸序列也千差万别，但在所有的真核生物中都具有相似的7次跨膜结构。 视觉感受器中的G蛋白 光信号→Rh激活→Gt活化→cGMP磷酸二酯酶激活→胞内cGMP减少→Na+离子通道关闭→离子浓度下降→膜超极化→神经递质释放减少→视觉反应。 视紫红质 视网膜 转导 磷酸二酯酶 二、G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路 (一)以cAMP为第二信使的信号通路 在该信号通路中，Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶，通过腺苷酸环化酶调节靶细胞内第二信使cAMP的水平，进而影响信号通路的下游事件，这是真核细胞应答激素反应的主要机制之一。cAMP浓度在在细胞内的迅速调节是细胞快速应答胞外信号的重要分子基础。多细胞动物各种以cAMP为第二信使的信号通路，主要是通过cAMP激活的蛋白激酶A(PKA)所介导的。通过激素引发的某些抑制物的解离导致酶的迅速活化是各种信号通路的普遍特征。以cAMP为第二信使的信号通路的主要效应是通过活化cAMP依赖的PKA使下游靶蛋白磷酸化，从而影响细胞代谢和细胞行为，这是细胞快速应答胞外信号的过程。 腺苷酸环化酶 催化域 胞外 基质 激活性激素受体 激活性激素 肾上腺素 胰高血糖素 促肾上腺皮质激素 抑制性激素 前列腺素E1 腺苷 酶的激活 酶的抑制 腺苷酸 环化酶 cAMP 激活型 G蛋白复合物 抑制型 G蛋白复合物 抑制性 激素受体 活化的PKA (蛋白激酶A) 4cAMP 4cAMP 调节亚基 催化亚基 空闲的cAMP结合位点 被遮蔽