2015细胞生物学(翟中和第四版第9章 细胞信号转导(李).pdf

细胞生物学 第九章 细胞信号转导 西北农林科技大学 生命科学学院细胞生物学教研室 李绍军） 主要内容 1 细胞信号转导概述 2 信号转导途径 细胞内受体 细胞表面受体（离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体、酶联受体） 3 不同信号途径的汇集，分散及交叉对话 第一节 细胞信号转导概述 ? 多细胞生物是一个有序、协调的细胞社会，各细胞即有相对独立 的生命活动单位，又对整个细胞社会有所助益。这种有序和协调 是建立在细胞间信息交流即细胞通讯基础之上的。 一、细胞通讯的主要方式 ? 分泌化学信号通讯：细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号 分子作用于靶细胞，调节其功能，可分为4类。 ? 细胞间接触依赖性通讯：如神经元分化过程中通过膜上信号分子Delta抑制与 其接触的其他上皮细胞分化为神经元（Notch信号通路）。精子和卵子之间的 识别与受精。不同物种（病原体与寄主） ? 细胞间直接联通（通讯连接）通讯：如间隙连接和胞间连丝。间隙连接连接 子中央为直径1.5nm的亲水性孔道，允许小分子如Ca2+、cAMP通过。协同相邻 细胞对外界信号的反应，如可兴奋细胞的电耦联现象(电紧张突触)。 ? 除细胞间通讯外，单细胞生物、多细胞生物部分细胞还可感受外界物理和化 学信息，作出相应的生理反应。 ? 分泌化学信号通讯 ? 内分泌：内分泌激素随血液 循环长距离运输至全身，作 用于靶细胞。 ? 旁分泌：信号分子通过扩散 作用于邻近的细胞。包括： ①各类细胞因子；②气体信 号分子。 ? 化学突触信号传递：神经递 质经突触作用于靶细胞。 ? 自分泌：信号发放细胞和靶 细胞为同类或同一个细胞， 常见于癌变细胞。 ? 细胞间接触依赖性通讯 ? 细胞间直接联通（通讯 连接）通讯 动物间隙连接和植物胞间连丝 间隙连接 ? 内分泌。 ? 旁分泌 ? 化学突触信号传递 ? 自分泌 ? 细胞间接触依赖性通讯 ? 细胞感受胞外信号后通过信号转导进入细胞，引起生理细胞反应。 ? 胞外信号转导途径的步骤： ①信号细胞释放信号分子； ②转运信号分子至靶细胞； ③质膜表面受体对信号的识别激活受体，信号跨越质膜； ④信号在细胞中传递至效应分子； ⑤引发细胞代谢、功能、基因表达等的改变； ⑥信号解除使细胞反应停止。 细胞信息传递途径 二、信号分子及受体 ? （一）信号分子（物理、化学信号） ? 化学信号： 气体信号分子；疏水性信号分子； 亲水性信号分子。 ? 成分：短肽、蛋白质、气体分子（如NO）、 氨基酸衍生物、核苷酸衍生物、脂类、类固醇 等。 ? 特点：①特异；②高效。 ? （二）受体 ? 能够识别和选择性结合某种配体（信号分子），分子上具有配体结合区域和产 生效应的区域。几乎全为蛋白质且大多为糖蛋白。 ? 受体可分为细胞内受体和细胞表面受体； ? 细胞表面受体主要有三类：离子通道耦联受体，G蛋白耦联受体，酶联受体。 ? 特点：①特异性；②饱和性；③高度的亲和力。 ? 细胞对信号的反应不仅取决于其受体的特异性，而且与细胞的固有 特征有关。 （1）相同信号可产生不同效应：如Ach可引起骨骼肌收缩、心肌收缩频率降低， 唾腺细胞分泌。不同细胞有不同受体 （2）不同信号可产生相同效应：如肾上腺素、胰高血糖素，促进肝糖原降解而 升高血糖。 相同的信号分子诱导不同的靶细胞产生不同的反应。这是由于不同的细胞受体可能不同，因此在细 胞内产生不同的信号，导致产生不同的细胞效应。或者受体相同，但不同细胞具有胞内不同的或特 异的传递途径自然导致不同的细胞效应。 （3）一种细胞有多种类型受体，应答不同胞外信号而启动不同生物学应答