18细胞信息传递ppt课件.pptVIP

刘新文 细胞信息传递 北京大学医学部生物化学与分子生物学系 细胞信息传递(Signal Transduction):细胞接受外界的信息（视觉、嗅觉、激素、神经递质、细胞因子、药物等），通过相应的受体，经细胞内信息传递、放大而引起生物学效应的过程 细胞信息传递的方式 1、直接接触的细胞：细胞连接；细胞识别 2、未接触的细胞：化学通讯 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质 化学信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应 第一节 信息传递体系 细胞信息传递体系的四个组成环节：信息分子、受体或感受器、转导体及效应体 一、信息物质 Signal Molecules 细胞间信息物质 细胞内信息物质 （一）细胞间信息物质 (extracellular signal molecule) 细胞间信息物质：配体（ligand）或第一信使 由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质 （1）特点：少量、短寿、高效、特异 （2）作用类型：自分泌、旁分泌、内分泌 （3）化学性质：蛋白质和肽类；氨基酸及其衍生物；类固醇激素；脂酸衍生物；气体 （4）溶解性质：水溶性；脂溶性；气体 细胞受第一信使刺激后产生的在细胞内起传递信息作用的化学分子 二、细胞内信息物质 (intracellular signal molecule) 在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代谢产物等。 第二信使(secondary messenger) 第三信使(third messenger) 负责细胞核内外信息传递的物质，是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录，又称为DNA结合蛋白。 化学性质 二、受 体 Receptor 细胞膜上或胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，或个别糖脂 （一）受体分类 1、环化受体(配体依赖性离子通道) （二）受体结构 2、G蛋白偶联受体 （蛇型受体/七个跨膜α螺旋受体） 胞外N端：结合配体，可被糖基化 七个跨膜α螺旋和三个胞外环与三个胞内环 胞内第三环与G蛋白偶联 胞内C端：保守Cys残基在肾上腺素受体和视紫质受体中可被棕榈酰化，以稳定C端三级结构 胞内第三环和C端有多个Thr残基，磷酸化后可与抑制蛋白结合，使受体失活 保守Cys残基在稳定受体结构中起重要作用 3、单个跨膜α螺旋受体 酪氨酸蛋白激酶受体（催化型受体 ）：受体胞内区具有激酶活性。如：EGF受体、IGF受体 与胞浆中蛋白激酶偶联的受体：受体自身没有激酶活性，但与配体结合后 可偶联胞浆中的T激酶。如：生长素受体、干扰素受体 胞外N端：配体结合区 1个跨膜α螺旋：高度疏水 与配体结合后多数进行二聚化 胞内C端：T激酶活性，具有ATP和底物结合位点 自身磷酸化：二聚化受体中的T激酶活性彼此磷酸化对方的酪氨酸残基 一般调节细胞的增值、分化 催化型受体特点 4、具有鸟苷酸环化酶活性的受体 5、胞内受体 高度可变区（N端）：与转录激活有关；抗体结合部位 DNA结合区（中段，含锌指结构）：与激素反应元件结合 铰链区（中段）：与转录因子作用；触发受体向核内移动 配体结合区（C端，含亮氨酸拉链）：与配体结合；与热激蛋白结合；介导二聚化；激活转录 （1）高度专一（特异） （2）高亲和（高效） （3）可饱和 （4）可逆性 （5）特定作用模式 （6）组织特异 (三) 受体的作用特点 （四）受体活性的调节 1、调节方式 2、调节结果：受体下调、上调 （1）磷酸化/去磷酸化 （2）膜磷脂代谢影响 （3）酶促水解 （4）G蛋白的调节 （1）受体下调：数量减少或/和活性降低 （2）受体上调：数量减少或/和活性增加 三、转导体（transducer）：G蛋白 G蛋白(G protein)：位于细胞膜上胞浆侧，可与GTP/GDP结合的一种外周蛋白，它是一种转导体，可将外来的信号转化为传向细胞内的信号，其活性与GTP/GDP密切相关，故而得名。 跨膜信号转导 胞外信息分子与膜受体结合，将信息传递至胞浆或核内，调节靶细胞功能的过程。 分类 (Classification) 2、常见G蛋白的类型 1、G蛋白组成：Gα、Gβ、Gγ β、γ亚基结合紧密 α亚基与βγ的结合松散 差异主要表现在α亚基上 3、作用机理 两种G蛋白的活性型和非活性型的互变 百日咳毒素：抑制Gi，激活AC 4、G蛋白的活性调节剂 霍乱毒素：激活Gs，激活AC 四、效应