第八章 细胞通讯和信号转导.ppt

第八章细胞通讯和信号转导 （3）单次跨膜受体 生长因子和细胞因子的受体大都是单次跨膜糖蛋白，称为单次跨膜受体。 按照其结构特点进一步分成若干家族或亚家族： 细胞因子受体 蛋白酪氨酸激酶受体（RTK） 蛋白丝氨酸／苏氨酸激酶受体 鸟苷酸环化酶受体 调节蛋白质的功能和表达水平，调节细胞分化和增殖 去极化与超极化，调节蛋白质功能和表达水平 去极化与超极化 细胞应答 激活蛋白酪氨酸激酶 激活G蛋白 离子通道 功能 1个 7个 4个 跨膜区段数目 具有或不具有催化活性的单体 单体 寡聚体形成的孔道 结构 生长因子 细胞因子 神经递质、激素、趋化因子、外源刺激 神经递质 内源性配体 单次跨膜受体 G蛋白偶联受体 离子通道受体 特性 三种膜受体的特点 2. 细胞内受体 脂溶性化学信号，可以自由穿过细胞膜，与细胞质基质或细胞核内的受体结合 这些受体都是DNA结合蛋白，即基因表达的调控蛋白，能与基因的调控序列结合，调控基因表达 化学信号是肾上腺皮质激素、性激素、维生素D3和维甲酸等 三、GTPase开关蛋白 GTPase开关蛋白属于G蛋白，是分子开关。 有两种构象：与GTP结合形成的活性构象，与GDP结合形成的无活性构象。 蛋白两种构象的转换由化学信号通过受体控制。 有三聚体G蛋白和小G蛋白两类 1.三聚体G蛋白 是G蛋白偶联受体的效应蛋白 由G?，G?和G?三种亚基组成 信号分子作用于G蛋白偶联受体，后者变构，激活三聚体G蛋白使其作用于下游信号转导分子，转导信号 三聚体G蛋白 小G蛋白 2.小G蛋白 小G蛋白广泛分布于各种组织细胞内，其构象和功能均与G?相似，是一类重要的功能蛋白 Ras蛋白是最早发现且了解最多的小G蛋白，所以小G蛋白又称为Ras超家族 Ras蛋白是癌基因的表达产物，主要调控Ras-MAPK信号转导途径 两类G蛋白的区别 ⑴三聚体G蛋白直接与受体结合；小G蛋白不直接与受体结合，而是通过衔接蛋白结合。 衔接蛋白是在信号转导途径中起连接作用的蛋白质。它介导上游信号转导蛋白与下游信号转导蛋白的结合，但本身没有酶活性。 (2)游离G?的GTPase活性很高；而小G蛋白的GTPase活性却很低，且受其他因子的调控 四、第二信使 许多化学信号(第一信使)与细胞膜受体结合，触发细胞内产生小分子物质，这些物质称为第二信使。 包括cAMP、cGMP、DAG、IP3和Ca2+等 作用是将环境信号转化为细胞内信号，并逐级转导 特点 不位于能量代谢途径的中心 在细胞内的浓度或分布可以迅速改变 常作为变构剂作用于靶分子，特别是作用于一 些重要的蛋白激酶 蛋白激酶C，Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶 Ca2+ IP3门控Ca2+通道 IP3 蛋白激酶C DAG 蛋白激酶G，离子通道 cGMP 蛋白激酶A cAMP 靶分子 第二信使 第二信使 五、蛋白激酶和蛋白磷酸酶 蛋白质的磷酸化和去磷酸化是信号转导途径最重要的调控方式。 人类基因组编码500多种蛋白激酶和100多种蛋白磷酸酶。 蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过控制信号转导蛋白的磷酸化和去磷酸化过程，使信号转导蛋白在两种构象之间转换，实现信号转导。 1.蛋白激酶 蛋白激酶（PK）催化底物蛋白氨基酸的磷酸化。磷酸基的供体主要是ATP。 由发现者根据酶的来源、结构或功能进行命名，用三个英文字母表示，如PKA、PKC、Ste、JAK、Tee和Fyn等 参与信号转导的常见蛋白激酶 蛋白激酶A（PKA） 蛋白激酶C（PKC） 蛋白激酶G（PKG） 细胞膜受体型蛋白酪氨酸激酶（RTK） 细胞质基质蛋白酪氨酸激酶（PTK） 促分裂原激活性蛋白激酶（MAPK） 2.蛋白磷酸酶 蛋白磷酸酶催化磷酸蛋白去磷酸化，与蛋白激酶共同作用，使信号转导蛋白在两种构象之间转换，实现信号转导 两类：蛋白丝氨酸／苏氨酸磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶 六、信号转导蛋白衔接的分子基础 ----结构域 信号转导蛋白包含由50-160个氨基酸构成的结构域 不同类型的结构域是信号转导分子相互识别、结合和作用的位点 不同的信号转导蛋白通过这些结构域相互识别和作用，构成不同的信号转导途径 一种信号转导蛋白一般含有两种以上的结构域 同一种结构域可以存在于不同的信号转导蛋白中。但其一级结构有所不同，故与其他信号转导分子的结合具有选择性，这是保证信号转导分子相互作用特异性的基础 结构域本身无催化活性 信号转导蛋白的结构域的特点 常见结构域 SH2结构域：由约100个氨基酸组成，可以与上游信号转导蛋白的磷酸酪氨酸结合。 SH3结构域：由55—70个氨基酸组成，可以识别并结合另一种信号转导蛋白中的富含脯氨酸域。 PH结构域：由100-120个氨基酸组成，常与SH