[基础医学]分子生物学信号转导.ppt

分子生物学 郑州大学基础医学院 邢文英 信号转导 细胞周期调控 信号转导signal transduction 信号转导（signal transduction ）： 细胞通过细胞表面（或胞内）受体接受外界信号，通过系统级联传递机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终引起细胞生理反应或诱导特定基因的表达，对环境变化作出应答的过程。 细胞感受、转导及传递内外环境刺激并调节细胞反应的生物化学分子机制。 　 　 细胞信号转导在应答环境刺激和调节基因表达、生理反应的同时，不仅维持着细胞的正常代谢，而且最终决定了细胞增殖、生长、分化、衰老和死亡等基本生命现象。 细胞信号转导的物质基础 细胞信号转导的基本方式 G蛋白偶联受体介导的信号转导 酶偶联受体介导的信号转导 细胞内受体介导的信号转导 信号转导过程的基本规律 信号转导研究在医学中的意义 （一）信号分子（signal molecule）（二）受体(receptor)（三）G蛋白（四）蛋白激酶与蛋白磷酸酶（五）蛋白质相互作用结构域 （一）信号分子（signal molecule） 　　　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，但在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。 根据其作用方式可分为细胞间通讯的信号分子和细胞内通讯的信号分子。 （4）生长因子（growth factor） 大多存在于神经内分泌组织、腺体组织和胚胎组织中。 主要是指具有较专一的调节细胞生长、分化的多肽类物质。 作用时间可持续数天，作用距离短，通常影响邻接细胞的生长和功能。 生长因子主要有EGF、NGF、VEGF、PDGF、FGF、TGF-α等。 （5）细胞因子（cytokines） 主要由活化的免疫细胞和某些间质细胞所合成、分泌的一类低分子量可溶性糖蛋白或多肽。 细胞因子可以旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用 一般具有调节细胞生长、分化成熟、调节免疫应答、参与炎症反应、促进伤口愈合和参与肿瘤消长等功能。 根据功能分类：白细胞介素（interleumine，IL）、干扰素（inter-feron，IFN）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、趋化因子（chemokine）、克隆刺激因子（clone stimulating factor，CSF）、TGF-β等。 （6）气体信号分子等(NO、CO、H２S) NO参与多种生理过程，如平滑肌松弛、神经元通讯、免疫调节和细胞凋亡等。 2.细胞内信号分子(intracellular signal molecules) 　　　 细胞内信号分子通常是在细胞间信号分子的指导下产生，通过改变细胞内酶的活性、开启关闭细胞膜离子通道、调节细胞核内基因的转录等，最后调节细胞内代谢，控制细胞的生长、繁殖和分化。 相对于细胞间的第一信使而言，细胞内信号分子一般称为第二信使（the second messenger）。 　　　 经典第二信使： cAMP、cGMP、DAG、IP3、 Ca2+ 非经典第二信使： 　　　 NO、CO、ROS（reactive oxygen species）活性氧)、AA(arachidonicacid 花生四烯酸) 信号蛋白分子： Ras、Jak、Raf等。 3. 细胞间通讯的类型 由结合于质膜的蛋白质形成的“连接子”（connexon）结构组成。允许小分子物质（＜1.5KD）如ATP、葡萄糖、IP3、Ca2+、cAMP等通过，有助于相邻同型细胞对外界信号的协同反应。 间隙连接的功能：电偶联传导、胚胎发育与分化、代谢的协调、细胞增殖的调控等。 （2）表面接触通讯 表面接触通讯是指细胞通过其表面结合的信号分子与另一细胞表面的信号分子选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程。 不同细胞之间的相互识别和黏合都有可能采取表面接触通讯。 识别与黏合的细胞可以是同种同类（低等生物的细胞聚集）、同种异类（受精）、异种同类（输血与器官移植）或异种异类（病原微生物对寄主细胞的侵染）。 （3）化学信号通讯 化学信号通讯是间接的细胞通讯，指相隔一定距离的细胞之间，靠分泌发放化学信号分子进行相互联系与通讯。 除化学信号外，某些物理信号（光、电等）也可在细胞间传递信息，是细胞通讯的重要组成部分。 受体的可调节性 配体的浓度可调节受体的数目，使受体数目减少称为下降调节（down regulation),如胰岛素对胰岛素受体的调节；使受体数目增多则称为上升调节（up regu