第八章 信号转导2.ppt

第一节 细胞通讯 第二节 G蛋白偶联受体介导的信号转导系统 第三节 酶联受体介导的信号转导系统 第四节 细胞信号转导的基本特征 第二节 G-蛋白偶联受体介导的信号转导系统 一、 cAMP信号通路 一、cAMP信号通路 G蛋白功能异常 霍乱: G蛋白功能异常导致霍乱 霍乱毒素A亚基穿过细胞膜 → 催化ADP核糖基不可逆地结合在Gs的 α 亚基上 → α 亚基丧失GTP酶的活力 → G蛋白和 AC被持续激活 → cAMP增加，达正常值的100倍以上 → 引起大量水分和钠离子进人肠腔，造成剧烈的腹泻。 信号的终止 ?DAG信号的解除 受体的激活 受体的激活 ? 受体数量 ? 受体敏感度 ? 激酶的磷酸化与去磷酸化 ? 与GDP或GTP结合的可逆变化 ? Ca2+的释放与回收 ? 第二信使的合成与降解 信号的级联放大传递 一、胞内信号传递的级联反应 一个哺乳动物细胞：约含有100余种蛋白质激酶，人类基因组中有1％的基因为蛋白质激酶编码! 激酶? 磷酸化酶I? 磷酸化酶II?? 靶蛋白 信号分子?受体 G蛋白? 酶I? 酶II? 酶III ? ? 靶蛋白 ? ? 细胞反应 ? 细胞反应 信号传递级联反应(signaling cascade) 在信号诱导下同GTP结合的蛋白质 可将蛋白质磷酸化的激酶 丝氨酸/苏氨酸激酶 酪氨酸激酶 第四节 细胞信号转导的基本特征 放大 放大 放大 放大 信号的放大 二、细胞信号转导受精确的调节 通过受体-配体内吞解除信号作用 肾上腺素受体快速钝化（磷酸化） 三、信号通路具有收敛性和发散性 激素 生长因子 G蛋白关联的受体蛋白 二脂酰甘油 衔接蛋白 Ras激活蛋白 Ras蛋白 蛋白质激酶 I, II, III (磷酸化 级联反应) C激酶 钙调蛋白 磷脂酶C IP3 Ca2+ CAM激酶 靶蛋白 G-蛋白 腺苷酸环化酶 基因调节蛋白 A激酶 cAMP 四、细胞信号转导是复杂的信号网络系统 酪氨酸激酶性受体 ? * * 第八章 细胞信号转导 细胞生物学教程 (cell biology ) 二、双信号通路（磷脂酰肌醇信号通路） 胞外信号分子与相应受体结合，调节腺苷酸环化酶(AC)活性，通过产生第二信使cAMP，将胞外信号转换为胞内信号，引起细胞反应。 胞外信号分子与相应受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上PIP2水解成IP3和DAG两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号,引起细胞反应。 信号分子——受体——G蛋白（分子开关）——效应物——第二信使——靶蛋白（酶或离子通道）——细胞应答 为什么肌细胞中肾上腺素和胰高血糖素不仅激活了催化糖原裂解的酶，而且还促进细胞利用小分子前体合成葡萄糖? ?信号终止 ?信号转导通路 亲水性信号分子→G蛋白偶联受体→G蛋白→AC→cAMP 基因转录 生物学效应 基因调控蛋白 穿核孔转运 靶酶 PKA 快速应答途径 缓慢应答途径 （第二信使的效应物） （第二信使） （效应物） 信号转换 快速应答途径 激活靶酶 cAMP PKA （细胞质内途径） 无活性的磷酸化酶激酶 无活性的糖原磷酸化酶 激活的糖原磷酸化酶 激活的磷酸化酶激酶 糖原 1-磷酸葡萄糖 骨骼肌细胞中cAMP刺激糖原降解 无活性的PKA 糖酵解 生物学效应 磷酸化级联反应 激活的转录因子 PKA的催化亚基 缓慢应答途径 基因转录 cAMP 磷酸化基因调控蛋白 穿核孔转运 PKA （细胞核内途径） 蛋白质合成 ●通过环腺苷磷酸二酯酶将cAMP降解,形成5-AMP； ● Gs通过与GSα结合的GTP被水解成GDP而自我失活； ●通过抑制型的信号作用于Ri, 然后通过Giα起作用。 信号终止 依赖于cAMP信号的减少 百日咳: 催化Gi的α亚基ADP-核糖基化 使Gi不能活化. 催化Gs的α亚基ADP-核糖基化 使Gs持久活化. ?信号的终止 ?信号转导通路 二、双信号通路 第二信使 胞外信号分子 磷脂酶C(PLC) →G-蛋白偶联受体→G-蛋白→ Ca2+-CaM复合物 胞内Ca2+浓度升高 IP3 DAG 激活PKC 调节细胞生理活动 细胞代谢 特定基因（分裂、生长）转录 穿核孔转运 靶蛋白磷酸化 第二信使的效应物 肌钙蛋白(骨骼肌) 肌肉收缩 靶酶变构激活 信号转换 双信号通路 靶蛋白 钙调蛋白（CaM）的结构 哑铃形，可结合4个Ca2+ 受钙离子-钙调蛋白（ Ca2+-CaM）复合物调节的酶 糖原降解 平滑肌收缩运动 神经递质分泌、再合成，分子记忆物质 各种蛋白的去磷酸化 蛋白质交联 释放NO 磷酸化酶 肌球蛋白轻链激酶 钙依赖性蛋白磷酸酶 转谷氨酰胺酶 合成cAMP 合成cGMP 水解cGMP和cAMP Ca2+泵 合