10第八章细胞信号传导.ppt

细胞信号转导 Cell Signal Transduction 付学奇 主要内容 一. 概述 二. 细胞内受体介导的信号转导 三. 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 四. 信号分子间的识别结构域 五. 细胞信号传递的基本特征 概述 细胞通讯：概念、细胞通讯方式 细胞识别、信号通路 信号分子：概念、分类 受体 第二信使 分子开关：概念、GTPase开关蛋白、蛋白的磷酸化及去磷酸化 信号转导系统的基本组成 概述 细胞通讯 cell communication 是指一个细胞发出的信息通过介质（又称配体）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。 a 分泌化学信号通讯 1.内分泌 3.自分泌 4.化学突触 b 接触性依赖的通讯 接触性依赖通讯是指细胞间直接接触而无需信号分子的释放，代之以通过质膜上的信号分子与靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞间通讯。 这种通讯发生包括细胞—细胞黏着、细胞—基质黏着，这种接触依赖性的通讯在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化命运具有决定性作用。 缝隙连接是细胞间膜通道的场所，它为相邻细胞间细胞质的连续性提供帮助。缝隙连接的结构单位是连通小管，它是一种亲水性的由蛋白质组成的圆柱形通道；连通小管跨越细胞膜使细胞紧密地排列在一起，建立一个细胞间通道。缝隙连接通道能够使细胞间的小分子物质（1000-2000Da）进行交换；它们也能传递一些与细胞模型有关的信号。这些能够通过缝隙连接通道的物质都与细胞间的调控有关，包括一些第二信使如1,4,5-磷酸肌醇和钙离子。 Furshpan和Potter最早报道了缝隙连接，他们描述了小龙虾中巨大运动突触的新的突触联系形式，表明缝隙连接与动作电位在前后突触纤维间的快速传递有关，其后关于缝隙连接蛋白家族和它的结构通道问题引起了人们的广泛关注。 间隙连接功能 1.间隙连接在神经冲动信息传递过程中的作用 神经元之间或神经元与效应细胞之间通过突触完成神经冲动的转导。突触可分为电突触和化学突触。电突触就是指细胞间形成间隙连接，电信号可直接通过间隙连接从突触前向突触后转导，相比于化学突触，电突触信号传递速度快了很多。 此外间隙连接在神经元之间的通讯及中枢神经系统的整合过程中也起着重要的作用，并以此调节和修饰相互独立的神经元群的行为。同时，间隙连接使细胞间形成电耦联，在协调心肌细胞的收缩，保证心脏正常跳动，协调小肠平滑肌的收缩，控制小肠蠕动等过程中也起着重要的作用。 2.间隙连接在代谢耦联中的作用 间隙连接能够允许小分子代谢物和信号分子通过，是细胞间代谢耦联的基础。 3.卵泡的正常发育依赖于间隙连接，同时间隙连接也出现在动物胚胎发育早期 当细胞开始分化后，不同细胞群之间电耦联逐渐消失，说明间隙连接存在于发育和分化的特定阶段的细胞。 细胞识别和信号通路 细胞识别（cell recognition） 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致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。 信号通路（signaling pathway） 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。 信号分子（signal molecule） 是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号如各类激素，局部介质和神经递质等，以及物理信号如声，光，电和温度变化等。 细胞内受体：细胞质基质中或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子，如甾类激素、甲状腺素、维生素D和视黄酸。细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子（神经递质、多肽类激素、生长因子等）或膜结合型信号分子（细胞表面抗原、细胞表面粘附分子等）。 细胞表面受体1、离子通道耦联受体：主要存在神经、肌肉等可兴奋细胞；2、G蛋白耦联受体3、酶连受体后2种存在于几乎所有类型的细胞 　　 cAMP的发现及第二信使学说　 　　cAMP是第一个被发现的第二信使。　　　 　 　 1958年，E. Sutherland在研究动物激素作用的过程中发现了cAMP，可以激活糖原磷酸化酶cAMP由腺苷酸环化酶产生。ATP在腺苷酸环化酶