第012章细胞信息转导-104.ppt

Chapter 15 Cellular Signal Transduction 对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组织细胞之间得功能活动，需要对各组织细胞的物质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。 细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组成的信息传递链来完成的。 第一节 信 息 物 质 Section 1 Signal Molecules 一、细胞间信息物质 凡是由细胞分泌的、能够调节特定靶细胞生理活动的化学物质都称为细胞间信息物质(extracellular signal molecules），或称为第一信使（first messenger）。 ① 类固醇衍生物：如肾上腺皮质激素、性激素等； ② 氨基酸衍生物：如甲状腺激素，儿茶酚胺类激素； ③ 多肽及蛋白质：如生长因子、细胞因子、胰岛素、下丘脑激素、垂体激素、甲状旁腺素、胃肠激素等； ④ 脂类衍生物：如前列腺素。 ⑤ 气体分子：如NO，CO等。 根据细胞分泌和传递信息物质方式的不同，又可将细胞间信息物质分为： 神经递质； 内分泌激素； 局部化学介质； 气体信号。 1．神经递质： 激素（hormone）是由特殊分化细胞合成并分泌的一类生理活性物质，这些物质通过体液进行转运，作用于特定的靶细胞，调节细胞的物质代谢或生理活动。 在体内，有些能够分泌激素的特殊分化细胞集中在一起构成内分泌腺；有些细胞则分散存在；有些细胞兼具其他功能。 激素被分泌后，可以三种不同的方式作用于靶细胞： ①内分泌（endocrine）：激素分泌后作用较远的靶细胞，其传递介质为血液。 ②旁分泌（paracrine）：激素分泌释放后作用于邻近的靶细胞，其传递介质为细胞间液。 ③自分泌（autocrine）：激素分泌释放后仍作用于自身细胞，其传递介质为胞液。 局部化学介质又称为旁分泌信号，指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞，调节细胞的生理功能。 体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸（AA）、生长因子等。 二、细胞内信息物质 在细胞内传递特定调控信号的化学物质称为细胞内信息物质（intracellular signal molecules）。 细胞内信息物质主要包括：第二信使、第三信使、信号转导蛋白或酶等。 1．第二信使： 在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二信使（secondary messenger）。 第二信使主要包括： 环核苷酸类：如cAMP和cGMP； 脂类衍生物：如甘油二酯（DAG）；神经酰胺，花生四烯酸； 无机物：如Ca2+、NO； 糖类衍生物： 1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）。 细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质或酶分子，常与其他蛋白质或酶构成复合体以传递信息。主要包括： G蛋白及其调节蛋白，如GEF、GAP等； 信号连接蛋白，如SOS，GRB2等； 具有酪氨酸激酶活性的胰岛素受体底物-1/2（IRS1/2）； 各种蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶等。 3. 第三信使： 负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信使（third messenger） ，又称为DNA结合蛋白。 第三信使是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早基因（immediate-early gene）的编码蛋白质 。 细胞间信息物质影响细胞功能的途径 第二节 受 体 Section 2 Receptors 受体（receptor）是指存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别与结合生物活性分子（配体），进而引起靶细胞生物学效应的分子。 绝大部分受体为蛋白质，少数为糖脂。 能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体（ligand）。 受体的生物学功能有三个方面： 识别与结合； 信号转导； 产生相应的生物学效应。 一、受体的分类、结构与功能 这类受体是细胞膜上的结构成分，一般是糖蛋白、脂蛋白或糖脂蛋白。 多肽及蛋白质类激素、儿茶酚胺类激素、前列腺素以及细胞因子通过这类受体进行跨膜信号传递。 当配体与受体结合后，往往引起细胞膜结构和功能的改变，导致细胞内某种化学物质的浓度改变，由此触发一系列的化学和生理变化。 根据受体的分子结构可将膜受体分为： 即配体依赖性离子通道，主要在神经冲动的快速传递中起作用。 此型受体的共同结构特点是由均一性的或非均一性的亚基构成一寡聚体，而每个亚基则含有4~6个跨膜区。 此型受体包括烟碱样乙酰胆碱受体(N-AchR)、A型?-氨基丁酸受体(GABAAR)、谷氨酸受体、甘氨酸受体及5-羟色胺受体(5-HTR)等。 其中，GABAAR及甘氨酸受体对Cl -、HCO3-离子的通透性具有选择性，5-HTR对Na+、K+离子的通透性具有选择性，N-AchR和