5.细胞信号转导-课件.pptVIP

1998年R．Furchgott等三位美国科学家因对NO信号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。 定义： 针对外源性信号所发生的细胞内各种分子活性的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能的过程 称为细胞信号转导（cellular signal transduction,cell signaling）。 细胞间信号转导的作用方式 ①内分泌型 ②旁分泌型 ③自分泌型 ④其他类 型 一、信号分子 1. 概念：信号细胞发出的化学物质传递到靶细胞并与受体相互作用，引起靶细胞产生特异性生物学效应，这些具有调节细胞生命活动的化学物质称为信号分子，又称为配体。 信号分子一般是指细胞间（或细胞外）信号分子，但广义的信号分子还包括跨膜转换胞外信息的受体分子、细胞内的信号传递分子和结合DNA影响基因表达的转录因子等。 2. 特点 特异性 高效性 可被灭活 不具备酶 活性 2. 分类 按信号分子的化学本质分类 分为蛋白质和肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激素、脂肪酸衍生物、维生素类和气体分子等。 按细胞分泌信号分子的方式分类 分为神经递质、内分泌激素、局部化学介质和自分泌信号等。 （二）受体 1. 概念： 受体（receptor）是一类存在于靶细胞膜或细胞内的可特异识别并结合外界信号分子（配体），进而引起靶细胞内产生相应的生物效应的分子。 绝大多数受体为蛋白质，少数为糖脂。根据受体在细胞的位置分为膜受体和胞内受体。 2.分类： 胞内受体 膜受体受体 胞内受体 位于细胞质基质或核基质中 可统称为核受体 识别并结合小的脂溶性分子； 通常是单体蛋白，多为 反式作用因子，与信号分 子结合后被激活。 膜受体（细胞表面受体） 三、第二信使 1. cAMP的发现（Sutherland） 胰高血糖素或肾上腺素能使与之温育的破碎肝细胞制剂中的磷酸化酶激活； 将破碎细胞制剂离心而被分成主要含细胞膜的微粒组分和可溶性的上清组分，磷酸化酶仅存在于上清组分中； 胰高血糖素或肾上腺素与上清组分温育，磷酸化酶没有被激活；说明微粒组分对磷酸化酶活化是必须的； 激素与微粒组分温育，某种物质释放； 将该物质加入上清组分，磷酸化酶被激活。 Sutherland鉴定出这种由微粒组分的膜所释放出来的物质为环式腺嘌呤单核苷酸（cAMP） 第二节 细胞内受体介导的信号转导 细胞内核受体及其对基因表达的调节 NO作为气体信号分子进入靶细胞直接 与酶结合。 一、细胞内核受体对基因表达的调节 配体：为脂溶性、相对分子量小，可直接穿膜， 类固醇激素、视黄酸、维生素D等； 受体的本质：依赖激素激活的基因调控蛋白； 受体由三部分组成： C端---激素结合位点 中部---DNA或抑制性蛋白的结合位点 N端---转录激活结构域 二、NO介导的信号通路 NO做为信号分子的发现： 乙酰胆碱在体内可以松弛血管的平滑肌细胞，然而这一反应在离体条件下得不到重复。 主动脉剥片与乙酰胆碱温育时，制备物通常极少或没有反应。 主动脉环与乙酰胆碱温育做出反应表现出松弛。 主动脉环上的内皮细胞以某种形式介入临近平滑肌细胞的反应。 乙酰胆碱与内皮细胞表面受体的结合导致一种扩散性介质的产生和释放，正是这种介质引起肌肉细胞松弛。1986年有两位科学家鉴定这一扩散介质为NO。 2. NO概述 NO为脂溶性气体，可快速扩散透过细胞膜，作用于临近靶细胞； 血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞； NO的生成以精氨酸为底物由NO合成酶（NOS 催化； NO的效应酶是鸟苷酸环化酶。 3.NO导致血管平滑肌舒张的作用机制？ P230: 8-11 ① 血管神经末梢释放乙酰胆碱作用于血管内皮细胞G蛋白耦联受体并激活磷脂酶C，通过第二信使导致细胞质Ca2+浓度增加； ② Ca2+结合钙调蛋白刺激一氧化氮合成酶，以精氨酸为底物在内皮细胞中合成NO; ③ NO扩散进入临近的平滑肌细胞，在那里结合并激活鸟苷酸环化酶，该酶使GTP转变成cGMP； cGMP活化蛋白激酶G，从而抑制肌动-肌球蛋白复合物信号通路，导致血管平滑肌细胞松弛，血管舒张。 硝酸甘油治疗心绞痛：其作用机理是在硝酸甘油代谢生成NO，后者刺激心脏血管平滑肌细胞舒张，从而增加心脏供血。 败血症休克病：该病是在某些革兰氏阳性菌感染细胞时，诱发巨噬细胞在全身释放NO,再由NO触发大范围的血管舒张。已显示一氧化氮合酶的抑制物有望成为一种治疗败血症休克的有效药物。 第三节  G蛋白耦联受体介导的信号转导 2. 结构： G蛋白的发现过程： 破损细胞中外源GTP对于激素刺激或抑制腺苷酸环化酶活性是必须的，跨膜信号转导需要GTP存在； 缺失G蛋白的突变细胞不能使腺苷酸环化酶激活； 将突变细胞的质膜制剂与正常细胞中制备的G蛋白混合，可重新激活该体系； 用纯