《G蛋白与信号转导》课件.pptVIP

***********信号转导的重要性细胞间通讯信号转导使细胞之间能够相互沟通，协调各种生理活动。环境适应细胞可以通过信号转导感知周围环境变化，并做出相应的反应。生长发育信号转导参与细胞生长、分化、凋亡等重要的生命过程。疾病防治信号转导异常与多种疾病的发生发展密切相关，是药物研发的重要靶点。G蛋白概述G蛋白，全称为鸟苷酸结合蛋白，是一类重要的信号转导蛋白。G蛋白在细胞信号转导中起着至关重要的作用，它们介导了各种细胞外信号，如激素、神经递质和生长因子等，并传递至细胞内，引发一系列的生理反应。G蛋白通常与细胞膜上的G蛋白偶联受体（GPCR）相互作用。当GPCR被配体激活后，它会激活G蛋白，从而触发下游的信号转导通路。G蛋白家族成员众多，它们参与了多种重要的生理过程，如神经传递、肌肉收缩、细胞生长和发育等。G蛋白的结构G蛋白是一种异三聚体蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。其中，α亚基与GTP结合，并具有GTP酶活性；β亚基和γ亚基形成二聚体，与α亚基结合。G蛋白的结构决定了其功能，α亚基的构象变化决定了G蛋白的活化和失活状态。G蛋白的分类1Gs蛋白Gs蛋白激活腺苷酸环化酶，导致cAMP水平升高，从而启动下游信号通路。2Gi蛋白Gi蛋白抑制腺苷酸环化酶，降低cAMP水平，从而抑制下游信号通路。3Gq蛋白Gq蛋白激活磷脂酶C，导致磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）水解生成二酰甘油（DAG）和肌醇三磷酸（IP3）。G蛋白的活化机制1受体结合配体与G蛋白偶联受体结合，引起受体构象变化。2G蛋白激活受体激活G蛋白α亚基，使其与GDP分离并结合GTP。3信号传递激活的G蛋白α亚基与下游效应器蛋白结合，启动信号转导通路。G蛋白的失活机制1GTP水解2磷酸化3与调节蛋白结合G蛋白的失活机制多种多样，包括GTP水解、磷酸化和与调节蛋白结合等。这些机制共同作用，确保G蛋白在完成信号传递后迅速回到非活性状态，避免持续的信号传递。G蛋白偶联受体G蛋白偶联受体(GPCR)是一类重要的细胞膜受体，参与多种生理过程，如感官、神经传递、激素调节等。GPCR是七次跨膜蛋白，具有独特的结构特征，包含胞外区、跨膜区和胞内区，每个区域都参与受体功能的发挥。G蛋白偶联受体的结构G蛋白偶联受体(GPCR)是一种跨膜蛋白，由七个跨膜螺旋结构组成。它包含三个主要结构域：胞外域：负责与配体结合。配体可以是激素、神经递质或其他信号分子。跨膜域：由七个跨膜螺旋结构组成，形成配体结合口袋。胞内域：与G蛋白相互作用，启动下游信号通路。G蛋白偶联受体的分类A类主要介导嗅觉、视觉、激素等信号。B类主要介导激素、神经递质等信号。C类主要介导神经递质、趋化因子等信号。细胞膜上的信号转导1受体结合信号分子与细胞膜上的受体结合，引发一系列的信号级联反应。2信号传递信号通过第二信使或蛋白激酶传递到细胞内部。3效应器激活信号最终到达效应器，并引发特定的细胞反应。细胞膜上的信号转导是许多细胞过程的关键，包括细胞生长、分化、代谢和免疫反应。次膜上的信号转导信号转导蛋白G蛋白偶联受体激活后，会与下游的信号转导蛋白相互作用，传递信号。信号放大次膜上的信号转导蛋白通常会通过级联反应放大信号，从而实现对细胞反应的精确调控。信号分流次膜上的信号转导网络可以将信号分流到不同的靶点，产生多样的细胞效应。核内的信号转导1转录因子激活一些信号通路可激活转录因子2基因表达调控转录因子影响基因表达3细胞功能改变新的蛋白质合成影响细胞行为cAMP信号转导通路1受体激活当配体与G蛋白偶联受体结合时，受体发生构象改变并激活G蛋白。2G蛋白活化活化的G蛋白α亚基与GTP结合并释放βγ亚基，然后α亚基与腺苷酸环化酶结合。3cAMP生成腺苷酸环化酶催化ATP转化为cAMP，cAMP作为第二信使，传递信号。4蛋白激酶A激活cAMP与蛋白激酶A（PKA）的调节亚基结合，使PKA的催化亚基释放并被激活。5靶蛋白磷酸化激活的PKA催化靶蛋白的磷酸化，从而调节下游的信号通路。MAPK信号转导通路受体激活细胞外的信号分子与细胞膜上的受体结合，激活受体。级联反应激活的受体启动一系列蛋白质激酶的级联反应，其中MAPK是关键的酶。靶蛋白磷酸化MAPK通过磷酸化靶蛋白，调节细胞的各种功能。PI3K/Akt信号转导通路1细胞增殖促进细胞生长和分裂2细胞存活抑制细胞凋亡3血管生成促进血管生成和肿瘤生长4葡萄糖代谢调节葡萄糖的吸收和利用钙离子信号转导通路钙离子释放细胞外信号激活受体，引发钙离子