第十五章细胞信号转导2009.pptVIP

第十五章 细胞信息转导 主要内容 一、细胞信号转导概述 细胞通讯（cell communication）是体内一部分细胞发出信号，另一部分细胞（target cell）接收信号并将其转变为细胞功能变化的过程。 细胞针对外源信息所发生的细胞内生物化学变化及效应的全过程称为信号转导（signal transduction）。 第一节 细胞信号转导概述 （一）化学信号通讯存在从简单到复杂的进化过程 （二）可溶性分子信号作用距离不等 据作用距离，可以将其分为三类： （三）细胞表面分子也是重要的细胞外信号 细胞通过细胞膜表面的蛋白质、糖蛋白、蛋白聚糖与相邻细胞的膜表面分子特异性地识别和相互作用，达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯，也是一种细胞间直接通讯。 二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号 受体（receptor）是细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合，而引起生物学效应的生物大分子。 配体是能与受体呈特异性结合的生物活性分子 受体的作用： 　*识别外源信号分子，即配体（ligand）； 　*转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信号，并传递至其他分子引起细胞应答。 可逆性 （二）受体既可以位于细胞膜也可以位于细胞内 受体分类：受体按照其在细胞内的位置分为： 细胞内信号转导分子分两类： 小分子（第二信使）： 环核苷酸：如cAMP、cGMP 脂类衍生物：如DAG、 IP3 无机离子：如 Ca2+ 一氧化氮分子：NO 第二信使:在细胞内传递信息的小分子物质 大分子：蛋白质 (一）cAMP和cGMP是重要的细胞内第二信使 3．环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性 作用机制：cAMP和cGMP在细胞内作用于蛋白激酶，使后者发生构象变化，从而改变活性。 蛋白激酶是一类重要的信号转导分子，也是许多小分子第二信使直接作用的靶分子。 cAMP作用于cAMP依赖性蛋白激酶，即蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）。 PKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或苏氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底物分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子通道和某些转录因子 。 胰高血糖素和肾上腺素对糖原合成与分解的调节 （二）脂类也可作为胞内第二信使 IP3的靶分子是钙离子通道 IP3为水溶性，生成后从细胞质膜扩散至细胞质中，与内质网或肌质网膜上的IP3受体结合。 DAG和钙离子的靶分子是蛋白激酶C 蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），属于丝/苏氨酸蛋白激酶，广泛参与细胞的各项生理活动。 钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现 钙调蛋白（calmodulin，CaM）可看作是细胞内Ca2+的受体。 （四）NO的信使功能与cGMP相关 三种形式的 NO合酶（nitric oxide synthase，NOS） NO的生理调节作用主要通过激活鸟苷酸环化酶、ADP-核糖转移酶和环氧化酶完成。 二、蛋白质作为细胞内信号转导分子 引起信号转导分子发生构象变化的因素有3种： 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶是主要的蛋白激酶 蛋白激酶是催化ATP γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨基酸残基上的一大类酶。 MAPK级联激活是多种信号通路的中心 丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK） 属于蛋白丝/苏氨酸激酶类，是接收膜受体转换与传递的信号并将其带入细胞核内的一类重要分子，在多种受体信号传递途径中均具有关键性作用。 ERK广泛存在于各种组织细胞，参与细胞增殖与分化的调控。多种生长因子受体、营养相关因子受体等都需要ERK的活化来完成信号转导过程。 JNK/SAPK是转导细胞应激反应的重要分子，主要参与紫外辐射、温度变化等应激反应。 P38-MAPK介导炎症、凋亡等应激反应，成为开发抗炎药物的靶点。 蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号 蛋白质酪氨酸激酶（Protein Tyrosine kinase，PTK）催化蛋白质分子中的酪氨酸残基磷酸化。 蛋白磷酸酶衰减蛋白激酶信号 蛋白质磷酸（酯）酶(phosphatidase)催化磷酸化的蛋白分子发生去磷酸化，与蛋白激酶共同构成了蛋白质活性的开关系统。 无论蛋白激酶对于其下游分子的作用是正调节还是负调节，蛋白磷酸酶都将对蛋白激酶所引起的变化产生衰减信号。 根据蛋白磷酸酶所作用的氨基酸残基而分类： （二）G蛋白的GTP/GDP结合状态决定 信号通路的开关 鸟苷酸结合蛋白简称G蛋白，亦称GTP结合蛋白，是一类信号转导分子，在各种细胞信号转导途径中转导信号给不同的