细胞内信号转导分子课件.pptx

细胞内信号转导分子信号转导分子（signal transducer） 细胞外的信号经过受体转换进入细胞内，通过细胞内一些蛋白质分子和小分子活性物质进行传递，这些能够传递信号的分子称为信号转导分子。依据作用特点，信号转导分子主要有三大类 小分子第二信使 酶 调节蛋白 受体及信号转导分子传递信号的基本方式①改变下游信号转导分子的构象②改变下游信号转导分子的细胞内定位③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一、第二信使结合并激活下游信号转导分子第二信使（second messenger）环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、甘油二酯（DAG）、三磷酸肌醇（IP3）、磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3）、Ca2+等可以作为外源信息在细胞内的信号转导分子，亦称为细胞内小分子信使。（一）小分子信使传递信号具有相似的特点 上游信号转导分子使第二信使的浓度升高或分布变化 小分子信使浓度可迅速降低 小分子信使激活下游信号转导分子 （二）环核苷酸是重要的细胞内第二信使目前已知的细胞内环核苷酸类第二信使有cAMP和cGMP两种。 1. cAMP和cGMP的上游信号转导分子是相应的核苷酸环化酶 （adenylate cyclase，AC）（guanylate cyclase，GC）2．环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性，但蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子蛋白激酶A是cAMP的靶分子cAMP作用于cAMP依赖性蛋白激酶（cAMP-dependent protein kinase，cAPK），即蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）。 蛋白激酶G是cGMP的靶分子 cGMP作用于cGMP依赖性蛋白激酶（cGMP-dependent protein kinase，cGPK），即蛋白激酶G（protein kinase G，PKG）。环核苷酸作为别构效应剂还可以作用于细胞内其他非蛋白激酶类分子cGMP激活PKG示意图3. 磷酸二酯酶催化环核苷酸水解 细胞中存在多种催化环核苷酸水解的磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE）。PDE对cAMP和cGMP的水解具有相对特异性。 （三）脂类也可衍生出胞内第二信使磷脂酰肌醇激酶和磷脂酶催化生成第二信使2．脂类第二信使作用于相应的靶蛋白分子 DAG是脂溶性分子，生成后仍留在质膜上。IP3是水溶性分子，可在细胞内扩散至内质网或肌质网膜上，并与其受体结合。IP3的靶分子是钙离子通道DAG和钙离子的靶分子是蛋白激酶C （protein kinase C，PKC）， DAC活化PKC的作用机制示意图催化结构域调假底物结合区节域构结磷脂酰丝氨酸DAGCa2+调节结构域催化结构域磷脂酰丝氨酸DAG底物Ca2+（四）钙离子可以激活信号转导相关的酶类1．钙离子在细胞中的分布具有明显的区域特征 2．钙离子的下游信号转导分子是钙调蛋白钙调蛋白（calmodulin，CaM）可看作是细胞内Ca2+的受体。3．钙调蛋白不是钙离子的唯一靶分子Ca2+还结合PKC、AC和cAMP-PDE等多种信号转导分子，通过别构效应激活这些分子。 +NH2H2NNH+COO-H2NOH2NNH+COO-H2N（五）NO等小分子也具有信使功能 NO合酶介导NO生成 NO合酶＋NO胍氨酸精氨酸除了NO以外，一氧化碳（carbon monoxide，CO）、硫化氢（sulfureted hydrogen，H2S）也是第二信使作为信号转导分子的酶主要有两大类催化小分子信使生成和转化的酶腺苷酸环化酶鸟苷酸环化酶磷脂酶C磷脂酶D（PLD）二、多种酶通过酶促反应传递信号蛋白激酶蛋白丝/苏氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶（一）蛋白激酶和蛋白磷酸酶可调控信号传递1. 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的分类　激酶磷酸基团的受体蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶蛋白组/赖/精氨酸激酶蛋白半胱氨酸激酶蛋白天冬氨酸/谷氨酸激酶丝氨酸/苏氨酸羟基酪氨酸的酚羟基咪唑环，胍基，ε-氨基巯基酰基2.蛋白磷酸酶拮抗蛋白激酶诱导的效应　根据蛋白磷酸酶所作用的氨基酸残基而分类蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶蛋白酪氨酸磷酸酶个别的蛋白磷酸酶具有双重作用，即可同时作用于酪氨酸和丝/苏氨酸残基（二）许多信号通路涉及蛋白丝/苏氨酸激酶的作用 细胞内重要的蛋白丝/苏氨酸激酶受环核苷酸调控的PKA和PKG受DAG/Ca2+调控的PKC受Ca2+/CaM调控的Ca2+/CaM-PK受PIP3调控的PKB受丝裂原激活的蛋白激酶（mitogen activated protein kinase, MAPK） （三）蛋白酪氨酸激酶（Protein Tyrosine kinase，PTK）转导细胞增殖与分化信号部分膜受体具有PTK