细胞通讯与细胞信号转导资料.ppt

* 图１６－２ 两 种 Ｇ 蛋 白 的 活 性 型 和 非 活 性 型 的 互 变 * 图16-3 含 TPK 结 构 域 的 受 体 * * * * * * * * * * * * 磷脂酰肌醇途径 * * * * 转录因子 特定的细胞释放信息物质 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应 跨膜信号转导的一般步骤 受体的分类 1、离子通道型受体 共同特点是： 是有多亚基组成受体/离子通道复合体，除本身有信号接受部位外，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤，反应快，一般只需几毫秒 （1）配体（非电压）依赖性复合体； NA CHR （2）电压依赖性复合体 离子通道型受体及其信号转导 离子通道型受体是自身为离子通道的受体。这种离子通道与受电位控制的离子通道及受化学修饰调控的离子通道不同，它们的开放或关闭直接受配体的控制，其配体主要为神经递质。乙酰胆碱受体是由5个同源性很高的亚基构成，包括2个α亚基，1个β亚基，1个γ亚基的和1个δ亚基。每一个亚基都是一个四次跨膜蛋白，分子量约60kd，约由500个氨基酸残基构成。推测跨膜部分为四条α螺旋结构，其中一条α螺旋含较多的极性氨基酸，就是由于这个亲水区的存在，使五个亚基共同在膜中形成一个亲水性的通道。乙酰胆碱的结合部位位于α亚基上。 离子通道型受体 2、G蛋白偶联型受体 如α2与β肾上腺素受体，毒蕈碱型乙酰胆碱受体（mAchR）和视网膜视紫红质(Rh)受体等 与G蛋白偶联后产生胞内信使如cAMP、cGMP、DG、IP3等，将信号传导胞内。 典型结构：一个单肽链，形成7个α螺旋的跨膜结构，每个疏水跨膜区段由20~25个氨基酸组成，但各区段之间由数目不等的氨基酸组成的环状结构连接，其中1-2，3-4，5-6环在胞内侧，2-3，4-5，6-7环在胞外侧。N端由30-50个氨基酸组成，位于胞外侧，C端氨基酸残基相差很大，位于胞内侧。 G蛋白偶联型受体及其信号转导 G蛋白偶联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体，在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体。这类受体在结构上均为单体蛋白，氨基末端位于细胞外表面，羧基末端在胞膜内侧。完整的肽链要反复跨膜七次，称为七次跨膜受体。由于肽链反复跨膜，在膜外侧和膜内侧形成了几个环状结构，它们分别负责与配体(化学、物理信号)的结合和细胞内的信号传递。其胞浆部分可以与一种GTP结合蛋白(简称G蛋白)相互作用，这种G蛋白是该信号传递途径中的第一个信号传递分子，这也是这类受体被称为G蛋白偶联型受体的原因。 G蛋白偶联型受体信号转导过程 1）配体与受体结合； ]2）受体活化G蛋白； 3）G蛋白激活或抑制细胞中的效应分子； 4）效应分子改变细胞内信使的含量与分布； 5）细胞内信使作用于相应的靶分子，从而改变细胞的代谢过程及基因表达等功能。 G蛋白 G-蛋白(G-protein)是一种鸟苷酸结合蛋白，是由α、β和γ三个亚基组成的异三聚体，β和γ亚基总是紧密结合在一起作为一个功能单位Gβγ G-蛋白介导的信号转导的机制：G-蛋白循环。 Gα亚基可分为Gs,Go,Gi,Gq等，其活性可被霍乱毒素（CT）或百日咳毒素（PT）修饰。 G-pr的效应物：离子通道、腺苷酸环化酶、磷脂酶C、磷脂酶A2等 G白的循环(G Protein Cycle) 细胞内信使 蛋白活化之后，可作用于腺苷酸环化酶和磷脂酶C等效应分子(Effector)上。有的α亚基(Gs)可以激活腺苷酸环化酶；有的α亚基(αi)可以抑制腺苷酸环化酶。腺苷酸环化酶催化ATP生成环状AMP(cAMP)的反应，因此细胞内的cAMP水平在配体与受体结合后，可受G蛋白α亚单位的作用而升高或降低，从而将细胞外信号细胞内信号。这种细胞内信号可再作用于下游分子。这种细胞内信号的传递方式是G蛋白偶联型受体传递信号的主要方式，这些细胞内信号分子被称为细胞内信使。细胞内信使亦被称为第二信使。已知的细胞内信使包括cAMP、cGMP、甘油二酯(DAG)、IP3、和Ca2＋等等 膜受体介导的信号转导 亲水性信号分子(所有的肽类激素、神经递质和各种细胞因子等)不能进入细胞。它们的受体位于细胞表面。这些受体与信号分子结合后，诱导细胞内发生一系列生物化学变化，使细胞的功能发生改变，以适应微环境的变化和机体整体需要。这一过程称跨膜信号转导。在这一信号转导过程中，信号分子不进入细胞。虽然有些信号分子与受体结合后可以发生内化(internalization)，但这不是主要的作用方式。位于膜表面的受体所介导的信号传递主