医学细胞生物学（中山大学）12 信号转导-五年制.pptxVIP

医学细胞生物学 第十二章 细胞信号转导 ;细胞信号转导的概念： 通过信号分子对细胞的生命活动进行调节的现象。;细胞信号转导过程包括： ①胞外信号分子，即信号转导途径中的第一信使，包括激素、神经递质、药物、光子等； ②细胞表面以及细胞内部能接受这些化学信号分子的受体； ③受体将信号分子所携带的信号转变为细胞内信号分子 --- 第二信使； ④信号转导过程中的蛋白质变化及其所引发的细胞行为的改变。 ;第一节 细胞外信号 细胞所接受的信号 包括物理信号（光、热、电流）和化学信号 在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号，也统称为第一信使（first messenger） ;从化学结构分：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。;第二节 受体 --- 特异性中转作用;受体种类：膜受体和胞内受体;1. 离子通道型受体;2. G蛋白偶联受体 为七次跨膜受体（seven-helix receptor），与相应的配体结合后，触发受体蛋白的构象改变，后者再进一步调节G蛋白的活性而将配体的信号传递到细胞内，故称为G蛋白偶联受体。 分布广泛，类型多样。 如激素受体，神经递质受 体，光激活受体，嗅觉受体等。 ; G蛋白偶联受体的共同结构特征： ①由一条多肽链组成，含有7个跨膜α螺旋区域； ②其氨基末端朝向细胞外，而羧基末端则朝向细胞内基质，有4个胞外区和4个胞内区； ③在氨基末端带有一些糖基化的位点，而在细胞内羧基末端的第三个袢和羧基末端各有一个在蛋白激酶催化下发生磷酸化的位点，这些位点与受体活性调控有关。;G蛋白;;G蛋白耦联受体调控离子通道 ;cAMP信号分子参与基因转录调控;3. 酪氨酸蛋白激酶型受体 酪氨酸激酶（tyrosine kinase，trk）有两种主要类型： 一种存在于细胞质中，它受细胞内其他化学信号的调控，激活后使底物蛋白上酪氨酸残基磷酸化 另一种是位于细胞膜上起受体作用的酪氨酸激酶，故也称为受体酪氨酸激酶（receptor trk）。 ;酪氨酸激酶受体 胞外部分为配体结合区，配体包括胰岛素、类胰岛素生长因子、血小板生长因子、集落刺激因子和表皮生长因子等。 胞内部分为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的活性。 酪氨酸激酶受体信号通路 当配体与配体结合区结合后，通过蛋白质构象的变化，使位于细胞质部分的激酶活性区的酪氨酸残基发生自身磷酸化（autophosphorylation）。 可以与具有SH2结构域的蛋白质（如激酶，磷酸酶等）结合并使之激活，激活后的蛋白质进一步催化细胞内的生物化学反应，从而把细胞外的信号转导到细胞内。 ;酪氨酸激酶受体家族;胞内受体 分为胞浆受体和核受体 胞内受体的配体多为脂溶性小分子甾体类激素，以类固醇激素类较为常见；此外，也包括甲状腺素类激素、维生素D等。 配体直接以简单扩散的方式或借助于某些载体蛋白跨越靶细胞膜，与位于胞质或胞核内的受体结合。 ;胞内受体介导的基因表达调控 胞内受体通常为单体蛋白，其氨基末端具有转录激活功能。 羧基末端是配体结合的区域，同时对于受体二聚化及转录激活也有重要作用。 DNA结合区域富含半胱氨酸残基，具两个锌指结构，能与DNA结合。 ;受体作用的特点 受体选择性地与配体结合 配体具备强的亲和力 受体-配体结合的可饱和性 受体-配体结合的可逆性 受体-配体的结合通过磷酸化/去磷酸化进行调节 ;第三节 细胞内信使;1. 环核苷酸是最早阐明的第二信使分子;腺苷酸环化酶（AC）催化ATP分解形成cAMP;腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）：位于细胞膜上的G蛋白效应蛋白之一；cAMP信号转导系统的关键酶。 cAMP作为第二信使调节细胞的新陈代谢。在一些种类的细胞中通过对AC活性的正负调节有效地调控了细胞内cAMP的水平。 ;无活性的 PKA;化;2. cGMP是具有抑制作用的第二信使;两种鸟苷酸环化酶;;环核苷酸是最早阐明的第二信使分子;第二信使的主要来源：①磷脂酰肌醇；②磷脂酰胆碱；③鞘磷脂。 磷脂酶、脂激酶、脂磷酸酶三种关键酶催化脂类第二信使产生。 ;脂类第二信使的形成及其靶标;PKC、Ca2+是脂类第二信使的靶标 ①留在膜上的第二信使分子通过PKC而进一步引发细胞的生理效应； ②IP3等分子可通过特定的机制动员Ca2+从细胞的Ca2+库的释放至胞质中； ③一些水溶性的第二信使，如血小板激活因子（PAF）、溶血磷脂酸（LPA）、花生酸类（eicosaniod）等，则离开细胞并与靶细胞膜上的G蛋白耦联受体结合，启动信号转导。 ;磷脂酰肌醇信号通路: G蛋白耦联受体激活蛋白激酶C ;4. 钙离子/钙调蛋白信使体系 Ca2+参与了突触传递、