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细胞信号转导基础 复旦大学药学院生物化学教研室 细胞信号转导（cellular signal transduction，cell signaling） 针对外源性信号所发生的细胞内各种分子活性的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能的过程，称为细胞信号转导。 细胞间信号转导的作用方式： 1.内分泌型 2.旁分泌型 3.自分泌型 4.其他类型：包括接触依赖型、突触型和缝隙连接型等。 第一节 信号转导的概述 一、信号分子与受体 （一）信号分子（signal molecule） 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信号分子。信号分子的特点是具有特异性、高效性和可被灭活，但不具备酶活性，唯一的功能是与靶细胞的受体结合，通过信号转换机制把细胞外信号转变为细胞内信号。 （二）受体 根据受体在细胞中的位置，将其分为两大类。 1.细胞膜受体 2.细胞内受体 细胞膜受体（membrane receptor）分类 1.离子通道受体 2. G蛋白偶联受体 3. 酶耦联受体：1）酪氨酸蛋白激酶受体（tyrosine protein kinase receptor,TPKR）；2）非酪氨酸蛋白激酶受体，包括5种亚类：酪氨酸激酶耦联受体、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、组氨酸激酶耦联受体、受体鸟苷酸环化酶、类受体酪氨酸去磷酸酶等。 细胞内受体（intracellular receptor） I型核受体（NR-I） II型核受体（NR-II） （三）、受体与信号分子的结合特点 1）结合的饱和性 2）结合的高亲和性 3）高度专一性 4）结合的可逆性 5）特定的作用模式 二、信号转导的基本过程 （一）信号转导的基本过程 （二）细胞内信号转导相关分子 信号转导分子（signal transducer）：在细胞信号转导途径中，能够在细胞内传递特定调控信号的化学物质称为信号转导分子或细胞内信号分子。 1.第二信使 2.酶分子 3.调节蛋白 第二信使（second messenger） 第二信使为第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生的信息分子，第二信使将获得的信息增强，分化，整合并传递给效应器才能发挥特定的生理功能或药理效应。 第二信使具有的特点： 1）在细胞中的浓度或分布可迅速改变，即可在短时间内迅速增长，短时间内又可迅速灭活； 2）不位于能量代谢途径的中心； 3）阻断该分子的变化可以阻断细胞细胞对外源信号的反应； 4）作为变构效应剂作用于细胞内相应的靶分子。 第二信使的种类 1）环核苷酸，如cAMP，cGMP 2）脂类衍生物，如DAG，IP3（？），PIP3，Ceramide。 3）无机物，如Ca2+，NO，（CO），（H2S）等。 作为信号转导分子的酶类 1）蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 2）蛋白酪氨酸激酶 3）蛋白组氨酸/赖氨酸/精氨酸激酶 4）蛋白色氨酸激酶 5）蛋白天冬氨酰基/谷氨酰基激酶 作为信号转导分子的调节蛋白 1）G蛋白 2）衔接蛋白 3）转录因子（反式作用因子）？ G蛋白（G protein） 鸟苷酸结合蛋白称为G蛋白。 G蛋白在细胞内广泛存在，参与细胞信号转导的G蛋白有三聚体G蛋白和小G蛋白两大类。 小G蛋白主要包括Ras家族、Rho家族和Rab家族。 衔接蛋白（adapter protein） 衔接蛋白也称为接头蛋白，连接上游和下游信号转导分子，通过变构效应激活下游分子，其结构基础是含有蛋白质相互作用结构域，功能是募集和组织信号转导复合物。 衔接蛋白的互作（interaction）结构域 1.SH2结构域（Src homology 2 domail） 约由100个氨基酸残基组成，可识别和结合SH2结合位点。SH2结合位点由蛋白质分子中的磷酸化酪氨酸及相邻的3-6个氨基酸残基所构成 2.SH3结构域（Src homology 3 domain） 由50个氨基酸残基组成，能识别和结合蛋白质分子中富含脯氨酸的序列。 3.PH结构域（pleckstrin homology domain） 约由120个氨基酸残基组成，可与磷脂酰肌醇衍生物等结合。 4.PTB结构域（phosphotyrosine binding domain） 约由120个氨基酸残基组成，该结构域也可以识别一些含磷酸化酪氨酸的位点 ……………. 第二节 主要信号转导途径 一、G蛋白耦联受体信号转导途径 （一）G蛋白简介 G蛋白：一般是指任何可与鸟苷酸结合的蛋白质的总称。 与膜受体耦联的G蛋白的共同特征是： 1）由α，β，γ等3个不同的亚单位构成的异聚体。各种G蛋白亚基中α 亚基差别最大。 2）具有结合GTP或GDP的能力，并具有GTP酶活性，能将与之结合的GTP分解形成GDP。 3）其本身的构象改变可进一步激活（或抑制）效应蛋白，改变后者活性。 对G蛋白激活后的精确反应，由特