第十六章 细胞内信号传导通路pptPPT.ppt

第十六章 细胞内信号传导通路;信号转导（ cellular signal transduction ） 指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞表面受体作用，经复杂的细胞内信号转导系统的转换影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。;信号通路 信号通路（signaling pathway）指细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应。 在细胞中，各种信号转导分子相互识别、相互作用将信号进行转换和传递，构成信号转导通路（signal transduction pathway）;不同的信号转导通路之间发生交叉调控（cross talking），形成复杂的信号转导网络（signal transduction network）系统 。信息传递途径的交联对话表现为： （1）一条信息途径的成员，可参与激活或抑制另一条信息途径。如促甲状腺素释放激素与膜受体结合后，通过Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统激活PKC，同时Ca2+浓度增高会激活腺苷酸环化酶，生成cAMP，进而激活PKA ;（2）两种不同的信息途径可共同作用于同一种效应蛋白或同一基因调控区而协同发挥作用。如糖原磷酸化酶，其α，β亚基可被PKA磷酸化而使酶活化，σ亚基可与Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统通路产生的Ca2+结合而使酶活化。上述两条途径在核内可使转录因子CREB的Ser 133激酶磷酸化而活化，进而调控多种基因表达 ;细胞在转导信号过程中所采用的基本方式包括： ①改变细胞内各种信号转导分子的构象 ②改变信号转导分子的细胞内定位 ③促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚 ④改变小分子信使的细胞内浓度或分布 ;;cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统的简称(protein kinase A system, PKA)； 概念：细胞外信号和G蛋白偶联的受体结合，导致胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。 ;胞外信息分子（第一信使） 膜受体 G蛋白 腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase，AC) 第二信使——cAMP 蛋白激酶A (protein kinase A，PKA);cAMP-蛋白激酶A途径涉及的反应链 配体→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录;1.胞外信息分子 通过这一途径传递信号的第一信使主要有儿茶酚???类激素、胰高血糖素等（含氮激素）。 2.膜受体 胞外信息分子结合的受体为G蛋白偶联型膜受体、形成激素-受体的复合物、使受体变构激活。;;3.G蛋白 激活的受体催化Gs的GDP与GTP交换，α亚基与βγ二聚体解离、形成αs-GTP。 βγ二聚体在信号传导和信息通路的交联对话中也起着重要作用、能够独立激活G蛋白活化所产生的效应器。 βγ二聚体参与PH结构域（如AC、PLC、Ras、MAPK等）的调节、改变相应酶活性。 GTP水解构成G蛋白循环。 ;;;4.cAMP αs-GTP激活腺苷酸环化酶（AC），催化ATP转化成cAMP、 cAMP经磷酸二酯酶降解成5`-AMP、胰岛素能激活该酶、茶碱则抑制酯酶。 cAMP是分布广泛而重要的第二信使、细胞内的平均浓度为10－6mol/L、其浓度受腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶调节。 ;GTP-binding regulatory protein;反应链： 激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP;R;真核细胞、cAMP通过激活cAMP依赖性蛋白激酶系统（PKA）实现调节作用。 PKA是一种由四个亚基构成的寡聚体。其中有两个亚基为催化亚基，另两个亚基为调节亚基。当调节亚基与cAMP结合后发生变构（每一调节亚基可结合两分子cAMP），与催化亚基解聚，从而激活催化亚基。 ;;;①对糖代谢的调节作用 PKA可促使多种酶或蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基的磷酸化，从而调节酶的催化活性或蛋白质的生理功能。 例如肾上腺素调节糖原分解的级联反应。 ;肾上腺素的cAMP信号转导机制;　;;②对基因表达的调节作用 在基因转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件(cAMP response element,CRE)、可与cAMP应答元件结合蛋白 (cAMP response element bound protein,CREB)相互作用而调节此基因的转录。 ;PKA的催化亚基进入胞核后、催化反式作用因子—CREB中特定的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化、磷酸化的CREB形成二聚体、与DNA上的CRE结合、从而激活受CRE调控的基因转录。 PKA还可使细胞核内蛋白质等磷酸化、影响这些蛋白质的功能。 ;cAMP activate prote