第章细胞通讯

1、1CHAPTER 5细胞通讯细胞通讯2OUTLINE5.1 细胞通讯的基本特点细胞通讯的基本特点5.2 信号分子信号分子5.3 受体受体5.4 cAMP 信号转导途径信号转导途径5.5 磷脂酰肌醇信号转导途径磷脂酰肌醇信号转导途径5.6 酶连受体信号转导酶连受体信号转导 5.7 信号的整合与终止信号的整合与终止3Cell CommunicationCell Communication45.1 细胞通讯的基本特点细胞通讯的基本特点一般过程一般过程识别识别信号分子信号分子受体蛋白受体蛋白信号传导：强调信号的产生和细胞间传送。信号传导：强调信号的产生和细胞间传送。信号转导：强调接受、转换的方式和结果

2、信号转导：强调接受、转换的方式和结果。信号发出细胞信号发出细胞信号分子信号分子受体受体靶细胞靶细胞5细细胞胞通通讯讯的的两两种种方方式式通讯连接：间隙连接和胞间连丝通讯连接：间隙连接和胞间连丝细胞表面的信号细胞表面的信号分泌的信号分泌的信号6细胞信号转导的基本细胞信号转导的基本特点特点 信号转换信号转换 逐级放大逐级放大 通过构像的改变通过构像的改变 在信号转导途径中，上游在信号转导途径中，上游蛋白对下游蛋白活性的改变蛋白对下游蛋白活性的改变主要是通过添加或除去磷酸主要是通过添加或除去磷酸基团进行的。基团进行的。uGTPase：三体三体G蛋白蛋白单体单体G蛋白（蛋白（Ras）7u激酶和磷酸酶激

3、酶和磷酸酶8细细胞胞信信号号的的两两种种效效应应9细细胞胞通通讯讯的的结结果果105.2 5.2 信号分子信号分子信号分子及类型信号分子及类型 概念概念 化学分子化学分子 非营养物非营养物 非能源物质非能源物质 非结构物质非结构物质 不是酶不是酶 是用来在细胞间和细胞内传递信息的分子是用来在细胞间和细胞内传递信息的分子 蛋白质、多肽、核苷酸、脂类衍生物、类固醇和气蛋白质、多肽、核苷酸、脂类衍生物、类固醇和气体分子体分子11NONO介导的信号转导介导的信号转导一氧化氮是有毒、可溶性的气体，产自精氨一氧化氮是有毒、可溶性的气体，产自精氨酸，在一些组织中作为局部介质起作用。酸，在一些组织中作为局部介

4、质起作用。NONO能够引起血管壁的平滑肌细胞松弛，血液流能够引起血管壁的平滑肌细胞松弛，血液流通顺畅。通顺畅。旁分泌信号，存在于神经、免疫和循环系统。旁分泌信号，存在于神经、免疫和循环系统。 扩散进入细胞，不必通过跨膜受体转运，不扩散进入细胞，不必通过跨膜受体转运，不同于类固醇分子。同于类固醇分子。12一氧化氮的信号作用一氧化氮的信号作用Arg一氧化氮合酶一氧化氮合酶NO鸟甘酸环化酶鸟甘酸环化酶cGMP13u夜宁新夜宁新Niteworks,是目前为止只有这个是目前为止只有这个产品是全世界唯一的能预防心脑血管疾产品是全世界唯一的能预防心脑血管疾病的食品病的食品u治疗性功能障碍治疗性功能障碍14信

5、号分子的类型及传导方式信号分子的类型及传导方式激素激素 内分泌细胞（如肾上内分泌细胞（如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂甲状腺、甲状旁腺和垂体）合成的化学信号分体）合成的化学信号分子，子，经血液循环经血液循环运送到运送到体内各部位的靶细胞。体内各部位的靶细胞。 主要有主要有3种种：蛋白与：蛋白与肽类激素、类固醇激素、肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物。氨基酸衍生物。 15人体内分泌主要器官人体内分泌主要器官 控制性腺控制性腺控制情绪控制情绪控制发育控制发育控制代谢控制代谢16局部化学介质与旁分泌局部化学介质与旁分泌(paracrine)(paracrine)

6、 细胞分泌化学介质细胞分泌化学介质(local chemical mediator)(local chemical mediator)到细胞外液中作用于到细胞外液中作用于邻近靶邻近靶细胞细胞。蛋白质和肽类（生长因子）、蛋白质和肽类（生长因子）、氨基酸和脂肪酸衍生物（前氨基酸和脂肪酸衍生物（前列腺素）。列腺素）。17 自分泌自分泌(autocrine)(autocrine) 是指细胞对自身产生的物质发生反应是指细胞对自身产生的物质发生反应, , 常见常见于于病理条件病理条件下下, , 如肝细胞合成的释放生长因子如肝细胞合成的释放生长因子, , 可以刺激自身可以刺激自身, , 导致肿瘤细胞增生导致

7、肿瘤细胞增生, , 失去控制。失去控制。如前列腺素如前列腺素(PG)(PG)。18神经递质神经递质神经递质是由神经末梢分神经递质是由神经末梢分泌到泌到触突触突(synapses)(synapses)中的中的信号分子（乙酰胆碱）；信号分子（乙酰胆碱）； 它们在进入靶细胞之前，它们在进入靶细胞之前，触突必需同靶细胞触突必需同靶细胞挨得很挨得很近很近近很近；为了引起邻近靶细胞的反为了引起邻近靶细胞的反应，还必需产生电信号。应，还必需产生电信号。神经递质仅作用于相连接神经递质仅作用于相连接的靶细胞。的靶细胞。肾上腺素兼有神经递肾上腺素兼有神经递质和旁分泌的功能质和旁分泌的功能19膜结合信号分子膜结合信

8、号分子与侧向抑制与侧向抑制205.3 受体受体 一般特性一般特性概念：概念： 与配体结合并产生特定效应的蛋白质与配体结合并产生特定效应的蛋白质 统称为受体。统称为受体。 存在部位：存在部位： 膜表面受体膜表面受体 胞内受体胞内受体膜受体的主要功能是膜受体的主要功能是: : 接受信号，传导信号接受信号，传导信号21胞内受体的结构胞内受体的结构22三种类型的细胞表面受体三种类型的细胞表面受体离子通道偶联受体离子通道偶联受体(ion-channel linked receptor) G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体(G-protein linked receptor)酶联受体酶联受体(enzyme-li

9、nked receptor)23离子通道偶联受体离子通道偶联受体Ion-channel linked receptor见于可兴奋细胞间的见于可兴奋细胞间的突触信号传递突触信号传递，产生一种，产生一种电效应。电效应。 受体本身就是形成通道的跨膜蛋白，如乙酰胆受体本身就是形成通道的跨膜蛋白，如乙酰胆碱受体就是离子通道偶联受体。碱受体就是离子通道偶联受体。它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白, , 除有配除有配体结合部位外体结合部位外, , 本身就是离子通道的一部分本身就是离子通道的一部分, , 并籍此将信号传递至细胞内。并籍此将信号传递至细胞内。24乙酰胆碱受体与信号传

10、递乙酰胆碱受体与信号传递25乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体银环蛇毒素银环蛇毒素26G-蛋白偶联受体是最大的一类细胞表面受体，蛋白偶联受体是最大的一类细胞表面受体，超过超过1000种。种。它们介导许多细胞外信号的转导，包括激素、它们介导许多细胞外信号的转导，包括激素、局部介质和神经递质。局部介质和神经递质。 G蛋白偶联受体主要蛋白偶联受体主要参与味道、气味和光的参与味道、气味和光的感受感受。G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体G-protein linked receptor277次跨膜的次跨膜的 螺旋螺旋 信号分子诱导构型变信号分子诱导构型变化，激活细胞膜内侧化，激活细胞膜内侧的的G-蛋白蛋白。 G-蛋白激

11、活后，与蛋白激活后，与G-蛋白偶联受体分离，蛋白偶联受体分离，进一步作用于进一步作用于靶酶靶酶或或离子通道。离子通道。进化保守。进化保守。 28G-蛋白蛋白:组成组成: 一般由三个亚基组成一般由三个亚基组成, 分别叫分别叫、, 、两两亚基通常紧密结合在一起亚基通常紧密结合在一起, 只有在蛋白变性时才分开。只有在蛋白变性时才分开。 亚基具有三个功能亚基具有三个功能位点位点：GTP结合位点结合位点; 鸟苷鸟苷三磷酸水解酶三磷酸水解酶(GTPase)活性活性; ADP-核糖化位点。核糖化位点。29G G蛋白与信号传递蛋白与信号传递30酶联受体酶联受体(enzyme linked receptor)受

12、体蛋白既是受体又是酶，一旦被配体激受体蛋白既是受体又是酶，一旦被配体激活即具有酶活性并将信号放大，又称催化活即具有酶活性并将信号放大，又称催化受体受体(catalytic receptor)。这类受体传导的信号主要与这类受体传导的信号主要与细胞生长、分细胞生长、分裂有关裂有关。31酶酶联联受受体体心心房房肽肽表皮生长因子表皮生长因子第二信使第二信使(second messenger)信号分子与受体结合后向胞内进行信号分子与受体结合后向胞内进行信号转导信号转导，通常把细胞外的信号称为通常把细胞外的信号称为第一信使第一信使，而把细，而把细胞内产生的非蛋白信号物质称为胞内产生的非蛋白信号物质称为第二信使第二信使。目前公认的第二信使有目前公认的第二信使有cAMP、DAG、IP3、cGMP 和和Ca2+。 33 效应物效应物(effector)(effector)接收信息后能够直接引起效应的物质，通接收信息后能够直接引起效应的物质，通常是酶；为信号转导的催化单位常是酶；为信号转导的催化单位 如腺苷酸环化酶在信号转导中能够将如腺苷酸环化酶在信号转导中能