神经细胞内信号转导大全PPT课件.ppt

,taoj神经生物学与医学心理学系,医学神经生物学MedicalNeurobiology,1,神经细胞内的信号转导,第四章,2,本章纲要,了解神经细胞膜的组成与结构掌握主要的膜受体及其工作方式离子通道受体酶G蛋白偶联受体掌握第一、二、三信使的含义及其功能掌握主要的第二信使的产生、参与的酶了解蛋白质的磷酸化了解原癌基因的概念、功能及分类,3,第一节概述,细胞间信号转导的元件细胞外分子受体效应器信使：具有信息传递功能的信息传递分子第一信使：细胞外信使物质，如激素、神经递质、神经调质第二信使：第一信使作用于靶细胞后在胞内产生的信使物质（环核苷酸类:cAMP、cGMP；肌醇磷脂代谢产物：IP3、DG；胞内：Ca2+；一氧化氮（NO）；花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷);第三信使：发生于细胞核内外的信息转导的信使物质，如某些原癌基因产物：c-fos,jun等。,4,第一信使,第三信使,第二信使,5,第二节第一信使和受体,第一信使：信息途径的激活不可穿过细胞的信息分子简单直接摄入与载体蛋白结合后进入细胞通过受体的跨膜信息传递可穿过细胞的信息分子和细胞偶联的信息分子,6,受体离子通道偶联型受体（配体门控型离子通道）酶偶联型受体G蛋白偶联受体,7,8,受体结构：包括配体结合部位和离子通道两部分成员：N-AchR、GABAAR、5-HT3R、etc.,离子通道偶联型受体,9,10,结构特点：由单一肽链组成外部：识别并与配体结合内部：具有激酶活性受体结构：细胞外识别结构跨膜结构胞内催化部位肽链尾部成员：NGFR、EGFR、血小板生长因子受体.,酶偶联型受体,11,G蛋白：即鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，是受体与效应器之间的转导蛋白或偶联蛋白。该类受体的共同特征：受体的氨基酸排列顺序非常近似均有7个疏水区，形成7个跨膜的螺旋结构受体与配体结合的部位陷入细胞内N末端较短，C末端较长成员之间差别在于N末端、C末端及环状结构所有受体均通过与G-蛋白的相互作用实现跨膜信号转导,G蛋白偶联受体,12,13,细胞内受体,14,跨膜信号转导主要涉及三个环节,15,第三节跨膜信号转导,16,离子通道受体介导的信号转导活动情况成员：细胞胞外信使物质、细胞内cAMP、cGMP、IP3受体G蛋白偶联受体介导的信号转导G蛋白的结构及调节机制G蛋白的发现G蛋白的种类和结构活动情况：启动慢、持续时间长成员：K+通道、Ca2+通道G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系,17,G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系,G蛋白对腺苷酸环化酶（AC）活性的调节G蛋白对cGMP磷酸二酯酶活性的调节G蛋白对磷酯酶C活性的调节一些受体门控的离子通道也受G蛋白的调节,18,小G蛋白调节机制,Ras是最早发现的小G蛋白,分子量为21KD，小于G蛋白，又称p21蛋白和小G蛋白Ras蛋白是一条由多肽链组成的单体蛋白，由原癌基因Ras编码与GDP结合时无活性，转变成GTP结合状态而活化激活后的Ras蛋白进一步活化Raf蛋白Raf蛋白激活有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）MAPK催化细胞核内许多反式作用因子（转录因子）,19,G蛋白亚单位的结构和功能,G的结构亚单位保守性最高，5同源性较低N末端与亚基相连G的结构分四类，九种G复合物1与所有都能结合3仅与8结合G复合物的功能作用于AC、PLC、GRKs、离子通道等受体的失敏,20,酪氨酸激酶受体介导的信号转导,受体酪氨酸激酶的结构受体酪氨酸激酶活性的调控配基与受体结合促进受体酪氨酸激酶活性酪氨酸激酶受体的激活过程及其信息传递机制,21,环核苷酸类:cAMP、cGMP肌醇磷脂代谢产物：IP3、DAG胞内：Ca2+一氧化氮（NO）花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷,第四节第二信使,22,胞内钙浓度升高的机制电压门控性钙通道配体门控性钙通道IP3受体蓝尼啶受体（Rya受体）胞内钙浓度降低机制细胞膜的钙外排机制Ca2+作用钙库的储存机制钙缓冲机制钙在胞质中介导的信号效应,钙离子,23,24,环核苷酸cAMP和cGMP,25,26,DAG和IP3,27,一氧化氮（NO）,神经细胞中的NOS受钙/钙调蛋白的调节参与鸟苷酸环化酶的激活,28,蛋白质磷酸化,29,蛋白磷酸化在生物功能调节中的意义蛋白激酶的分类及其功能丝氨酸/苏氨酸激酶酪氨酸激酶双重激酶,30,31,PKA钙依赖蛋白激酶钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶PKC蛋白酪氨酸激酶（Trk)有丝分裂原激活的激酶（MAPK）,32,33,蛋白激酶催化底物蛋白质从脱磷酸转变为磷酸化，蛋白磷酸化酶则把磷酸化蛋白质转变回脱磷酸状态。带负电荷的磷酸基团的添加或减少能改变蛋白质分子的电荷和形状，从而影响蛋白质的功能。,34,蛋白磷酸酶,酪氨酸蛋白磷酸酶丝-苏氨酸蛋白磷酸酶双重磷酸酶,35,磷酸化级联反应调节机制和多点磷酸化,36,核内信号转导,CREBAP-1AP-1蛋白的组成与结构特征AP-1的激活机制NF-B家庭其他转录因子,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,G蛋白的种类和结构