膜受体与细胞的信号转导 系统解剖 .pptVIP

第九章 细胞膜与细胞的信号转导 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。 第一节 细胞的化学信号分子及其受体 一、信号分子 二、膜表面受体的分类 1、离子通道型受体 2、G 蛋白偶联受体 3、具备酶活性的受体 受体与配体结合的特点 选择性：能选择性地与特异性的配体结合。 高亲和性：受体与配体的结合力极强。 可饱和性：配体可将所有受体结合。 可逆性：受体与配体结合处于动态平衡。 特定的组织定位 受体-配体的结合：通过受体的磷酸化和去磷酸化进行调节。 第二节 通过G蛋白偶联受体进行的信号转导 一、G蛋白偶联受体信号转导的几个要素 （一） G蛋白偶联受体的结构 （二）G 蛋白 （三） G 蛋白效应器 （四）第二信使 （一） G 蛋白偶联受体 （二）G 蛋白 3、G蛋白的作用机制 二、跨膜信号转导的主要途径 （一）cAMP信号途径 （二）磷脂酰肌醇和Ca2+信号体系信号途径 1、DAG活化蛋白激酶C 2、三磷酸肌醇（IP3）动员细胞内Ca2+释放 信号转导的结果都是蛋白激酶使底物磷酸化 第三节 具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体信号通路 酪氨酸激酶 信号转导的特点 第四节 信号转导异常与疾病 一、受体缺陷 二、 G蛋白异常与霍乱 三、蛋白激酶异常与疾病 一、受体缺陷 二、G蛋白异常与霍乱 三、蛋白激酶异常与疾病 4、5-二磷酸酯酰肌醇 1、4、5-三磷酸肌醇 无活性PKC 有活性PKC 底物磷酸化 4、5-二磷酸酯酰肌醇 1、4、5 -三磷酸肌醇 配体 G蛋白偶连受体 活化 磷脂酶 C （PLC） 二磷酸脂酰肌醇 PIP2 甘油二酯 DG 三磷酸肌醇 IP3 PKC 胞内Ca 2+释放 神经递质（?1肾上腺素、5-羟色胺）、多肽激素（v1-后叶加压素血管紧张素、P物质）、生长因子、 （三）cGMP途径 鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase GC） 以一种类似于AC的方式分解GTP成为cGMP，后者是信号传递系统中另一个较早被确认的第二信使。 GC以两种形式存在于细胞中，一是膜结合形式，而是可溶性与细胞质中 cGMP是在鸟苷酸环化酶（GC）作用下分解GTP而成的。 GC以两种形式存在于细胞中，一是膜结合型，二是胞浆可溶型。 以神经肽为主 结合部位 催化部位 在视网膜光感受器，cGMP直接作用于离子通道。 在其他细胞中激活PKG （四）N0信号途径 谷氨酸、乙酰胆碱、组胺等 （Ca2+/钙调素敏感蛋白） 二聚体，每个亚单位均有酶的活性部位 Guanylate cyclase 以神经肽为主 谷氨酸、乙酰胆碱、组胺等 结合部位 催化部位 精氨酸 （Ca2+/钙调素敏感蛋白） 激活PKG（cGMP依赖的激酶）→特殊蛋白质磷酸化 二聚体，每个亚单位均有酶的活性部位 在视网膜光感受器，cGMP直接作用于离子通道。 在其他细胞中激活PKG 组蛋白、磷酸化酶激酶、糖原合成酶、丙酮酸激酶 神经肽 GTP cGMP 膜型GC PKG , protein kinase G 胞浆可溶型GC 已扩散入细胞的NO、CO GTP 视杆细胞中Na+通道关闭 视觉反应 心房钠尿肽 第二信使： 效应蛋白 产生相应的生物效应 活化相应的蛋白激酶 PKA PKG Ca2+ ↑ PKC GC cGMP↑ cAMP cGMP NO IP3 DAG Ca2+ 级联反映 Cascad reaction 催化某一反应的蛋白质由上一反应的产物催化或抑制。 一系列酶促反应通过单一的化学分子便可以加以调节 信号得以放大 酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase ，PTK ）激活后可催化底物蛋白酪氨酸残基磷酸化。对细胞的生长、增殖、分化等重要。 位于细胞膜上的受体型PTK 位于细胞质中的非受体型PTK 细胞膜上的受体型PTK，自身就是受体，与配体结合后胞内的酪氨酸残基自身磷酸化。 位于细胞质中的非受体型PTK 有多个亚族，JAK是其中最主要的一个，它可使下游蛋白STAT的酪氨酸残基磷酸化。 1、信号转导分子激活机理的类同性 2、信号转导过程的级联反应 3、信号转导途径的通用性与特异性 4、信号转导途径的相互交叉 2、级联反映 10-9mol/L肾上腺素产生5mmol/L葡萄糖。 3 信号转导途径的通用性 指同一条信号转导途径可在细胞的多种功能中发挥作用，如cAMP信使体系既可导致细胞的生长、分化，又可导致物质代谢的调节、神经递质的释放。 第二信使主要有：cAMP、 cGMP、钙离子、甘油二酯、三磷酸肌醇、NO等。