第十三章 细胞的信号转导 公开课课件.pptVIP

第十三章 细胞的信号转导 * 信号转导（signal transduction）：指细胞通过细胞表面或细胞内受体感受外界信号的刺激，经细胞的信号转导系统影响细胞生物学功能的过程称为信号转导。 第一节 细胞的化学信号分子及其受体 一、信号分子 配体：胞外信号分子称为~。根据溶解性的不同，信号分子可分为： 亲水性信号分子 不能穿过细胞膜，只能与膜受体结合，通过细胞膜受体的介导，在细胞内产生第二信使，而引发相应的生物学效应。如神经递质、大多数肽类激素。 细胞外信号分子称为第一信使。 * 亲脂性信号分子：可直接穿过靶细胞膜进入细胞内，与胞内受体结合成复合体再与DNA特定区域结合调控基因的表达。如：性激素、甲状腺素。 * 信号分子作用的特点： 特异性：一种信号分子只能作用于一种或几种细胞。 复杂性：同一信号可对不同的细胞产生不同的效应。 时间效应：有的效应快，短暂；有的反应慢，长久。 信号分子的作用方式 内分泌激素：内分泌细胞合成，经血液和淋巴液循环到达靶细胞部位，作用距离远，范围大，持续时间长。 神经递质：神经元的突触前膜终端释放，作用于突触后膜上的受体，作用时间和作用距离短。 局部化学介质：作用于附近的靶细胞。 * 二、受体 受体是一类能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，多数是糖蛋白，少数是糖脂。 细胞膜受体：识别和结合亲水性信号分子，如神经递质、多肽类激素和生长因子等。 细胞内受体：位于细胞质基质和核基质中，识别和结合亲脂性信号分子，如甲状腺激素、甾类激素。 细胞膜表面受体的化学成分和结构 单体型受体：由一条多肽链组成。 复合型受体：由2条以上的多肽链组成的受体。 * * 细胞膜受体的类型 离子通道偶联受体：受体和配体结合后构象发生改变，通道瞬时打开或关闭，改变了细胞膜离子的通透性。 * G蛋白偶联的受体：受体和配体结合后触发受体的构象改变，后者再进一步调节G蛋白的活性而将配体的信号传递到胞内。 一条多肽链组成，有7次跨模的a螺旋区域 4个胞外区，4个胞内区 N端有糖基化位点，胞内第三个袢和羧基末端各有一个在蛋白激酶下发生磷酸化的位点。 * * * 酶联受体 一次跨膜的蛋白质，自身具有酶的性质或与酶结合在一起。胞外端有配体结合部位，胞内端为催化部位，激活后可使细胞中专一的蛋白质磷酸化。 * * 三、受体和信号分子结合的特点： 特异性及其非绝对性：配体与受体的结合有特异性，但这种特异性并非绝对严格。某一信号（配体）可与一种以上的受体结合。肾上腺素可与平滑肌细胞膜上的α和β受体结合。 可饱和性：增加配体的浓度可使受体饱和。 高度亲合力 可逆性 特定的作用模式：受体在细胞内的分布，种类和数量均有组织特异性，即表现出特定的作用模式。 * 一、 G蛋白偶联受体信号传递途径 G蛋白的结构与活性变化 G蛋白：全称为鸟苷酸结合蛋白 由α、β、γ 3个亚基构成 具有结合GTP和GDP的能力，并具有GTP酶活性，能将结合的GTP分解成GDP 其本身构象的改变可进一部激活效应蛋白。 G蛋白的类型：刺激型G蛋白（stimulatory G protein,Gs)、抑制型G蛋白（inhibitory G protein,Gi)、磷脂酶C型G蛋白（PI-PLC G protein，Gp） 第二节 细胞表面受体介导的信号转导 * * G 蛋白的作用机制 * * 二、胞内信号传递与第二信使 第二信使：环腺苷酸(cAMP) 、环鸟苷酸(cGMP) 、三磷酸肌醇(IP3) 、甘油二酯(DG)和钙离子(Ca2+ ) cAMP信号途径 组成：刺激型受体（stimulatory receptor,Rs)，抑制型受体（inhibitory receptor, Ri),刺激型G蛋白（Gs）、抑制型G蛋白（Gi)、腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)、蛋白激酶A(protein kinase A，PKA）（PKA又称为 cAMP依赖的蛋白激酶、 cAMP反应元件（ cAMP responsive element，CRE）、 cAMP反应元件结合蛋白（ cAMP responsive element-binding protein，CREB） * * * 刺激型cAMP信号途径 G蛋白在静息状态下其α亚基与GDP结合 刺激型信号与Rs结合→Rs构象发生改变后→ Rs与G蛋白结合→ Gs蛋白的α亚基与其βγ亚基分开→ α亚基构象改变→ 与α亚基结合的GDP 被GTP取代→ α亚基被激活→ 活化AC →催化ATP生成cAMP → cAMP与PKA的调节亚基结合→PKA的催化亚基与调节亚基分开，催化亚基被活化具有活性→特定的蛋白被磷酸化→产生胞内效应。 G蛋白的α亚基与GTP的结合是短暂的，因其本身具有GTP酶活性，能分解GT