第五讲：细胞信号转导.ppt

第五章：细胞信号转导 信号转导（signal transduction）： 指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞细胞表面受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。 细胞间通信的主要类型： （一）、细胞间隙连接（gap junction） 是细胞间的直接通讯方式。两个相邻的细胞以连接子（connexon）相联系。 连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道。允许小分子物质如Ca2+、cAMP通过， 有助于相邻同型细胞对外界信号的协同反应，如心肌细胞间的电耦联现象。 细胞间通信的主要类型： 是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程，即细胞识别（cell recognition）。 细胞间通信的主要类型： 化学通讯是间接的细胞通讯，指细胞分泌一些化学物质至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为4类： 1. 内分泌（endocrine）：内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。 其特点是： ①低浓度：仅为10-8-10-12M； ②全身性：随血液流经全身，但只能与特定的受体结合而发挥作用； ③长时效：激素产生后经过漫长的运送过程才起作用，而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。 2.旁分泌（paracrine）：细胞分泌的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； 3.突触信号：神经递质（如乙酰胆碱）由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。 4.自分泌（autocrine）：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。如：大肠癌细胞可自分泌产生胃泌素，介导调节c-myc、c-fos和ras p21等癌基因表达，从而促进癌细胞的增殖。 各种化学通讯方式 细胞信号转导的作用： ①调节代谢：通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢； ②实现细胞功能：如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放； ③调节细胞周期：使DNA复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段； ④控制细胞分化：使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞； ⑤影响细胞的存活 第一节：信号细胞与靶细胞 生物细胞所接受的信号既可以是物理信号（光、热、电流），也可以是化学信号，但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。 信号分子多种多样，可以达几百种。从结构上来分，细胞信号分子主要包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等等。 一、信号分子： 从溶解性来看又可分为脂溶性和水溶性两类： 脂溶性信号分子：如甾类激素和甲状腺素，可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。 水溶性信号分子：如神经递质、细胞因子和水溶性激素，不能穿过靶细胞膜，只能与膜受体结合，经信号转换机制，通过胞内信使（如cAMP）或激活膜受体的激酶活性（如受体酪氨酸激酶），引起细胞的应答反应。 信号分子的特性： ①特异性：只能与特定的受体结合； ②高效性：几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统； ③可被灭活：完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。 特征： 1、专一识别信号：细胞在不同的分化阶段，可分别与专一的信号分子结合。 2、效应的差异性：一个细胞对环境的反应可以有所不同，这是由于： 细胞受体蛋白组检测可用的特定信号； 细胞按照细胞内的装置对接收的信息在 细胞内进行不同的整合。 三、靶细胞内的受体 受体（receptor）：是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质。 受体多为糖蛋白，一般至少包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效应的区域，当受体与配体结合后，构象改变而产生活性，启动一系列过程，最终表现为生物学效应。 受体与配体间的作用具有三个主要特征： ①特异性； ②饱和性； ③高度的亲和力。 三、靶细胞中的受体 根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞内受体（intracellular receptor）和细胞表面受体（cell surface receptor）。 细胞内受体：介导亲脂性信号分子的信息传递，如胞内的甾体类激素受体。 三、靶细胞内的受体 细胞表面受体：介导亲水性信号分子的信息传递，可分为： ①离子通道型受体 ②G蛋白耦联型受体 ③酶耦联型受体。 三、靶细胞内的受体 细