第十二章 细胞的信号传导.ppt

第十二章 细胞的信号转导 概念： 细胞感知环境中各种信号，把这种信号转导 入细胞内并作出一定反应的过程。包括： 1.第一信使 (first messenger) 2.受体 (receptor) 3.第二信使 (second messenger) 4.细胞内反应 (cellular reaction) cAMP 信号通路 ◆cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统的简称(protein kinase A system, PKA)； ◆该系统属G蛋白偶联受体信号传导； ◆在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信使cAMP引起细胞反应。 cAMP途径的信号解除和抑制 信号解除 ●通过磷酸二酯酶将cAMP降解，形成5‘-AMP； 信号抑制 ●通过抑制型的信号作用于Ri, 然后通过Gi起作用。 （二）cGMP信号途径 (三) 磷脂酰肌醇信号途径 1.细胞外信号与G蛋白偶联受体结合,并激活G蛋白a亚基 2.激活的a亚基活化磷脂酶C(PLC) 3.活化的PLC催化4,5二磷酸酯酰肌醇(PIP2)水解为IP3和DG两种第二信号 4.IP3诱发内质网内钙离子释放,启动细胞内钙离子信号系统,调节细胞内活动. 5.DG特异性地激活蛋白激酶C(PKC),PKC催化细胞内大量底物磷酸化,从而产生生物学效应. 6.PKC可反馈性地抑制PIP2水解,并激活磷酸转移酶,水解IP3,终止钙离子增加;同时PKC还刺激钙泵,泵出钙离子,降低胞质内钙离子浓度. (四) 钙离子/钙调蛋白信使体系 在细胞收缩、运动、分泌和分裂等重要活动中，均需要钙离子的参与及调节。钙离子的信使作用是通过其浓度的升高或降低来实现的。同其它胞内信使一样，钙离子需要与其靶蛋白或靶酶结合才能传递信息，产生细胞效应。 家族性高胆固醇血症------LDL受体缺陷 非胰岛素依赖型糖尿病---胰岛素受体数量减少或功能障碍 重症肌无力-----------乙酰胆碱受体缺陷 Laron型侏儒症--------促生长素受体障碍 帕金森氏病-------------多巴胺受体障碍 霍乱和百日咳 的发病与G蛋白的异常有关 cAMP的产生机制 cAMP依赖性蛋白激酶A的激活 要 点 1.第一信号（激素、配体）与G蛋白偶联受体识别并结合。 3.活化的a亚基激活细胞膜中腺苷酸环化酶(AC)。 4.ATP 激活的AC Mg+2 cAMP 5.以cAMP为第二信号激活蛋白激酶A（PKA) cAMP信使体系的组成 受体(R) 腺苷酸环化酶（AC） 鸟苷酸调节蛋白（G） Rs Ri Gs Gi 2.受体配体复合物与G蛋白作用,活化a亚基 6.激活的PKA通过直接将其他蛋白质磷酸化或启动基因表达,从而发动一系列胞内反应,最终产生生物效应。 cAMP信号通路详图 受体鸟苷酸环化酶 膜受体与其相应的配体分子结合后,通过膜上的G蛋白活化磷脂酶C(PLC),催化细胞膜上的4,5-二磷酸酯酰肌醇(PIP2)分解为两个重要的细胞内第二信使:甘油二酯(DAG)和1,4,5-三磷酸肌醇(IP3).并进而使细胞产生对外界信号作出相应的反应. 信号+R Gp＋ 磷脂酶C PIP2 IP3 PKC 微管相关蛋白、α辅肌动蛋白、Pr合成起始因子等（ NC兴奋、C分裂等） DG 促癌剂沸波酯（TPA）代替DG与PKC结合→细胞恶变 钙调蛋白的结构 钙调蛋白的激活作用 第三节、信号转导与蛋白激酶 （一）信号转导机制的基本规律 ①信号激活机制类同性；② 信号转导过程中的级联式反应 ③信号的通用性与特异性。 ④信号转导途径的相互交叉； （二）信号转导机制的放大效应 一个信号→多个受体（R）；一个活化R→多个G蛋白；一个G蛋白→多个效应器（酶）→许多第二信使→磷酸化更多靶蛋白（酶）→产生放大效应。 因此，一个信号转导机构好比一个信号扩大器，将细胞外微小的信号逐级放大，产生明显效应。如引起糖原分解的必需肾上腺浓度为10－10mol/L，可产生10－6mol/LcAMP（万倍）。 信号转导途径的相互作用 第四节 信息传递与疾病 * * 信号转导（Signal transduction） 物理信号：光、热、电流 化学信号：最广泛的信号是化学信号。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。 信号分子的共同特点： 特异性，只能与特定的受体结合； 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； 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。 第一节 细胞外信号 ◆激素与内分泌信号 H