《细胞信号传导》PPT课件.ppt

8.1 细胞信号转导与信号通路 8.2 细胞信号转导的特征 8.3 胞内受体介导的信号转导 8.4 细胞表面受体介导的信号转导,第八章 细胞信号转导,School assignment,信号转导是指胞外信使分子所负载的信号经过转换，在细胞内引起变化的过程。 信号通路是指胞外信使分子进行信号转导的路径，由信使分子、信号蛋白构成。, 细胞信号转导与信号通路,信号通路的组分依次为：, 细胞信号转导与信号通路,胞外信号,受体,效应器,胞内信号,激酶,靶蛋白,信号转导蛋白,分子开关,胞外信号 又名:第一信使 分类:脂溶性激素（含NO）、水溶性激素和一氧化碳。 受体 胞内信号 分子开关, 细胞信号转导与信号通路,结构：至少含有配体结合域和效应域两个功能域。 类型： 胞内受体： 配体：脂溶性分子 类型：细胞内受体超家族（依赖激素激活的基因调控蛋白）、NO受体 细胞表面受体： 配体：细胞外水溶性分子 、脂溶性分子 类型：3个家族,受体：,受体是指能识别并选择性结合信号分子的大分子。,离子通道耦联受体 G蛋白耦联受体 酶联受体,第二信使： 在细胞内最早产生的信号分子； 如：cAMP, cGMP, IP3, DG 等。 第三信使： 一般来说，Ca2+ 在IP3信号途径中是第三信使。,胞内信号：,是一种蛋白分子，通过蛋白活性的改变来启闭信号转导过程。,分子开关：,通过磷酸化和去磷酸启闭信号转导过程。,GTPase分子开关蛋白，可通过GTP的得失启闭信号转导过程。,细胞信号转导是专一的，而其作用机制又是相似的 特定信号所产生的细胞效应具有多样性 信号转导过程具有汇聚性和发散性 在信号转导中，信号的放大作用和终止（或下调）同时存在 不同信号途径之间可进行交叉对话（crosstalk），激酶可接受不同信号途径中的信号，并将其整合,细胞信号转导的特征,细胞信号转导是专一的，而其作用机制又是相似的：,细胞信号转导的专一性取决于靶细胞上有无相应信号的受体，以及受体与信号结合的特异性。 细胞信号转导作用机制的相似性是指不同的信号通路中所涉及到的信号转导组分大同小异。,特定信号所产生的细胞效应具有多样性的原因：,在同一细胞中，信号的强度或持续的时间不同，信号通路的反应也不同。 在不同细胞中，信号转导组分不同，同一信号所激活的信号途径也不同。,会聚性：从多个互不相关的受体上发出的信号能激活同一个效应器。,发散性：从同一个配体上发出的信号能激活多个不同的效应器。,信号放大的产生方式 分子开关蛋白的持续活化 效应器蛋白的持续活化 效应器所产生的胞内信使分子放大胞外信号 信号下调（或终止）的产生方式 受体脱敏 受体下调 分子开关蛋白的失活,两个信号途径之间的交叉对话。,激酶可接受不同信号通路的信号，并将其整合，发挥整合后的作用。,胞内受体超家族介导的信号转导 胞内受体的结构 胞内受体超家族的本质:依赖激素激活的基因调控蛋白 NO介导的信号转导 特征：NO进入靶细胞，与酶直接作用。 NO介导的信号途径,细胞内受体介导的信号转导,胞内受体超家族的结构,激素激活的基因调控蛋白,乙酰胆碱结合到血管内皮细胞从而启动一氧化氮的合成，一氧化氮扩散到附近的肌细胞，激活鸟氨酸合成酶的活性，开始合成cGMP， cGMP作用于靶蛋白，导致肌肉松弛。,G蛋白耦联受体及其信号转导途径 酶联受体介导的信号转导途径 受体酪氨酸激酶 (RTK)和RTK-Ras信号通路 整联蛋白介导的信号途径 细胞表面的其它酶联受体介导 离子通道耦联受体介导的信号通路,细胞表面受体介导的信号转导,G蛋白结构及其激活 蛋白耦联受体的结构和动力学变化 G蛋白耦联受体介导的信号转导途径 环腺苷酸信号通路 双信使系统, G蛋白耦联受体及其信号转导途径,1,全称：三聚体GTP结合调节蛋白 成分：G, G, G3个亚基，G 具有GTP酶活性，是分子开关，其中G, G 形成二聚体。 动力学变化： 静息状态：G-GDP，三聚体。 信号传入：GDP释出，GTP结合上，三聚体解离，效应器激活。 信号停止：GTP水解为GDP，三聚体形成。,2,蛋白的结构与激活：,G蛋白耦联受体,7次跨膜螺旋； 初级信使结合到受体的胞外域，这种结合使受体的胞内域活化从而激活G蛋白。,G蛋白耦联受体的结构和动力学变化：,环腺苷酸信号通路：,成分 G蛋白耦联受体：Rs, Ri G蛋白：Gs, Gi 效应器：腺苷酸环化酶、 PKA等。 反应链,2,1,3,双信使系统：,双信使系统：,胞外刺激,G蛋白耦联受体,G蛋白,腺苷酸环化酶,IP3浓度升高,Ca2+通道激活,细胞质钙离子浓度升高,细胞反应,DG浓度升高,PKC激活,蛋白磷酸化,短期或长期生理效应,胞外刺激,G蛋白耦联受体,G蛋白,腺苷酸环化酶,cAMP浓度升高,PKA的活化,磷酸化基因调控蛋白,基因转录,必须元素： 受体酪氨酸激酶(RTKs） 结构：胞外域、跨膜螺旋、胞质域 RTK的激活 下游组分：带有SH2或SH3结构域 (Src同源区)的蛋白 Ras 小G蛋白，GTPase开关蛋白 Ras活性相关蛋白：GEF, GAP, 受体酪氨酸激酶 (RTK), RTK-Ras 信号通路,配体,RTK,GAP,GEF,Ras,Raf(MAPKKK),MAPKK,MAPK,磷酸化其它激酶或基因调控蛋白,RTK的激活：配体与受体结合受体二聚化相互磷酸化RTK激活,又称为:配体门控通道或递质门控通道 跨膜蛋白，主要存在于神经细胞或其它可激活的细胞中。 对配体、离子有选择