细胞生物学翟和编-第9章-细胞信号转导.ppt

细胞通讯（cell communication）：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长和分裂是必需的。 细胞识别（cell recognition）：细胞通过表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性的相互作用，导致细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程 细胞信号通路（signaling pathway ）：指细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应。 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，多为糖蛋白。受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，以启动一系列过程，最终表现为细胞生物学效应。 细胞内受体的特点 位于细胞质基质或核基质中； 识别并结合小的脂溶性分子； 通常是基因调控蛋白或酶，与信号分子结合后被激活。 （三）第二信使 目前公认的第二信使：cAMP（环腺苷酸）、cGMP（环鸟甘酸）、Ca2+、 DAG（二酰甘油）、IP3（1,4,5-三磷酸肌醇）、 PIP3（3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇）等。 分子开关（molecular switch）：通过活化（开启） 和失活（关闭） 2种状态的转换来控制下游靶蛋白的活性的调控蛋白。 “明星分子”——NO NO为脂溶性气体，可快速扩散透过细胞膜，作用于临近靶细胞； 血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞； NO的生成以精氨酸为底物由NO合成酶（NOS）催化，以NADPH为电子供体，生成NO和瓜氨酸； NO的效应酶是鸟苷酸环化酶。 硝酸甘油治疗心绞痛：其作用机理是硝酸甘油代谢生成NO，后者刺激心脏血管平滑肌细胞舒张，从而增加心脏供血。 一、G 蛋白偶联受体的结构与激活 一、G 蛋白偶联受体的结构与激活 （三）激活磷脂酶C、以IP3 和DAG 作为双信使 G 蛋白偶联受体介导的信号通路 胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C(PLC)，使质膜上的磷脂酰肌醇(PI)最终水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)两个第二信使，使胞外信号转换为胞内信号，两个第二信使分别以不同的方式引起细胞的应答反应。 2. DAG-PKC 信号通路 （三）信号系统的主要特性 三、信号转导系统及其特性 特异性 放大效应 脱敏 整合作用 第二节 细胞内受体介导的信号传递 亲脂性小分子 - 类固醇激素、视黄酸、维生素D和甲状腺素受体在细胞核内 脂溶性气体分子NO - 受体具有鸟苷酸环化酶活性 个别亲脂性小分子 - 如前列腺素受体在细 胞质膜上 NO气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合 NO在导致血管平滑肌舒张中的作用 乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→NO合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→PKG→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅 NO与药物 Viagra (伟哥) inhibits the enzyme PDE 枸橼酸西地那非(sildenafil citrate)：一种对环磷酸鸟苷（cGMP）特异的5型磷酸二酯酶（PDE5）选择性抑制剂 NO激活鸟苷酸环化酶导致环磷酸鸟苷（cGMP）水平增高，使阴茎海绵体内平滑肌松弛，血液充盈 /phr150/Viagra/howitworks.html http://www.topnews.in/health/viagra-may-cause-hearing-loss-27477 第三节 G蛋白偶联受体介导的信号转导 G蛋白 受体 效应物 一、G 蛋白偶联受体的结构与激活 G 蛋白偶联受体（GPCR）是细胞表面受体中最大的多样性家族 含有7 个疏水肽段形成的跨膜α 螺旋区和相似的三维结构，N 端在细胞外侧，C 端在胞质侧 2.G蛋白 G蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜胞浆一侧。 由Gα、Gβ、Gγ三个亚基组成，Gβ和Gγ亚基以异二聚体存在；Gα和Gβγ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上； Gα亚基本身具有GTPase活性，是分子开关蛋白。 一、G 蛋白偶联受体的结构与激活 * 3.效应物（effector）：指直接产生效应的物质，它们是信号转导途径中的催化单位。 A:离子通道 B:腺苷酸环化酶 C:磷脂酶C 一、G 蛋白偶联受体的结构与激活 哺乳类三聚体G 蛋白的主要种类及其效应器 Gα 类型 结合的效应器 第二信使 受体举例 Gsα 腺苷酸环化酶 cAMP（升高） β 肾上腺素受体，胰高血糖素受体，血中复合胺受体，后叶加压素受体 Giα ? ?? 腺苷酸环化酶 ? K+