第十九章 细胞信号转导.doc

第十章 细胞信号转导 一、内容提要 细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程，主要由信号分子的识别与接受，信号在细胞内的放大与传递，以及特定效应的产生三个过程组成。 信号分子是指由特定的信号源（细胞）产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于靶细胞并产生特异应答的一类化学物质，包括激素、神经递质、细胞因子、生长因子及无机物等几大类。由信号细胞释放的信号分子，需经扩散或转运，才能够到达靶细胞产生作用。根据传递距离的远近，可将信号分子的传递分为内分泌、旁分泌和自分泌信号传递三种方式。 受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，它们能够识别与结合化学信号分子，并触发靶细胞产生特异的生效应。按照受体存在的亚细胞部位的不同，可将其分为细胞膜受体和细胞内受体二大类，前者又分为跨膜离子通道受体、G蛋白偶联受体和单跨膜受体。受体的作用特点包括高度的亲和力、高度的特异性、可逆性、可饱和性及特定的作用模式等。 由细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称为细胞信号转导途径，目前已经鉴定的细胞信号转导途径达10多条。大多数的激素、神经递质、生长因子和细胞因子通过膜受体介导的信号转导途径传递信号，这些信号转导途径的共同特征都是通过一系列的级联反应，以激活特定的蛋白激酶并对其底物蛋白或酶进行共价修饰，从而产生特定的生效应。在这些信号转导途径中，以环核苷酸（cAMP和cGMP）作为第二信使的信号转导途径是目前较为清楚的信号转导途径。除此之外，以脂类衍生物，如IP3、DAG、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P3等作为第二信使的信号转导途径，以及以钙离子作为第二信使的Ca2+信号转导途径也越来越受到重视。而胰岛素、生长因子及细胞因子则主要通过酪氨酸蛋白激酶（TPK）信号转导途径传递信号。亲脂性的激素主要通过胞内受体介导的信号转导途径传递信号，这一途径通过活化受体调控特异基因的转录表达来产生特定的生效应。 二、学习要求 （一）信号分子 掌握信号分子的种类及化学本质。掌握激素、神经递质、细胞因子、生长因子的概念。 熟悉信号分子的传递方式。 了解激素和神经递质的分类。 （二）受体 掌握受体的概念。掌握受体的作用特点。 熟悉受体的分子结构特征及分类。 （三）细胞信号转导途径 掌握cAMP信号转导途径。掌握G蛋白在信号转导中的作用机制。 熟悉DAG/IP3信号转导途径。熟悉Ca2+信号转导途径。 了解TPK信号转导途径。了解胞内受体信号转导途径。 了解cGMP信号转导途径。了解PI3K信号转导途径。 （四）细胞信号转导与医学 了解细胞信号转导与医学的关系。 三、难点解析 （一）受体的分子结构与功能 细胞膜受体 细胞内受体 离子通道受体 G蛋白偶联受体 单跨膜受体 亚细胞定位 质膜 质膜 质膜 胞液或/和核基质 受体结构 寡聚体 单体或寡聚体 单体或寡聚体 单体或寡聚体 跨膜区段 4～6个/链 7个/链 1个/链 无 相关功能 作为离子通道 激活G蛋白 激活酪氨酸 蛋白激酶 作为转录因子 信号传递方式 跨膜电位变化 可逆蛋白质磷酸化修饰 可逆蛋白质磷酸化修饰 特异基因的开放或关闭 调控速度 最快 快 快 缓慢 （二）细胞跨膜信号转导途径 通过跨膜信号转导途径进行信号传递的化学信号分子，大多数是一些水溶性强或分子较大，难于通过细胞膜进入细胞内的有机化合物。它们与膜受体结合后，引起后者的构象改变，从而将信号传入细胞内。 在受体-G蛋白-效应蛋白信号传递通路中，受体通过G蛋白与效应蛋白相偶联，在胞内触发第二信使，构成了主要的跨膜信息传递通路。不同的G蛋白激活不同的效应蛋白产生不同的第二信使。第二信使的功能通常是某种蛋白激酶的别构激活剂，通过后者对特异的蛋白激酶以及某些代谢关键酶的共价修饰，调节其活性以干预代谢的方向和速度。因此，可逆蛋白质磷酸化修饰作用就是细胞跨膜信号传递的主要方式，是启动和控制物质代谢和功能的中心环节，其主要特点是具有级联放大效应。 四、复习测试 （一）名词解释 1．受体 ．信号分子 ．G蛋白．配体．离子通道受体 ．细胞信号转导 ．第二信使 ．旁分泌信号传递 （）选择题 A型题： 1．关于激素描述错误的是： A．由内分泌腺/细胞合成并分泌  B．经血液循环转运 C．与相应的受体非特异性结合 D．作用的强弱与其浓度相关 E．可在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2．下列哪种激素属于多肽及蛋白质类： A．糖皮质激素 B．胰岛素 C．肾上腺素 D．前列腺素 E．甲状腺激素3．生长因子的特点不包括： A．是一类信号分子  B．由特殊分化的内分泌腺所分泌 C．作用于特定的靶细胞 D．主要以旁分泌和自分泌方式发