4细胞通讯 - 细胞通讯和细胞信号转导的分子机制.ppt

细胞间通讯与信号转导 重点是模式 共同的通路 而不是具体的细节 信号转导的级联反应是细胞的神经系统 非常重要的概念 信号转导是非线性的 应该把信号转导理解为web 细胞间通讯 直接通讯缝隙连接细胞膜表面接触间接通讯信号转导 缝隙连接 两个邻近细胞的距离是2 3nm连接子 6个连接蛋白单体形成的亲水性通道连接相邻两个细胞的细胞浆 缝隙连接的意义 相邻的两个细胞通过共享一些特殊的小分子从而快速 协调对外界信号做反应 糖原分解胰高血糖素肝细胞 膜表面接触 T细胞的活化T细胞表面有TCR识别APC表面的Ag MHCT细胞表面的CD28识别APC表面的B7 T细胞活化 T细胞表面TCR和CD28 APC表面的Ag MHC和B7 化学信号介导的通讯 信号转导的基本原则 接收信号扩增信号在蛋白水平或蛋白联系的变化在所有水平的可能的特异性可能的反馈作用在很多通路 不同生物体的保守性 SIGNALTRANSDUCTION GROWTH SURVIVAL PROLIFERATION SIGNAL DIFFERENTIATION MIGRATION 化学信号的分类 细胞信号转导回路由一个调制的工具盒组成的 包括激酶 磷酸酶 GTPase和相互作用的功能域 Curr OpinionStruct Biol 14 690 2004 调制的工具盒 信号分子第二信使蛋白活性的开关系统蛋白激酶和磷酸酶G蛋白的开关系统异源三聚体G蛋白和小分子G蛋白 Ras GEF GNRP GDI 转导复合体衔接蛋白和支架蛋白 第二信使 概念 细胞内快速产生的弥散性的小分子 能够活化效应蛋白 是信号转导接连反应的一个成分Ca2 DAG Cermide IP3 cGMP cAMP 异源三聚体G蛋白 G蛋白由a b g 三个亚基构成的 a亚基G蛋白能够活化cAMP形成的叫激动性G蛋白 表示为Gs Gs能被肾上腺素和胰高血糖素激活 哺乳细胞中a亚基的种类和效应 衔接蛋白 概念 信号转导通路中的接头蛋白 连接上下游信号分子 本身不具备酶的活性 介导蛋白蛋白之间的相互作用 蛋白相互作用的功能域和模序NameabbreviationbindingmotifSrchomology2SH2phosphotyrosinecontainingmotifSrchomology3SH3prolinerichmotifPleckstrinhomologyPHphospholipidsProteintyrosinebindingPTBphosphotyrosinecontainingmotif 支架蛋白 概念 信号转导途径的关键调控者 含有多个功能域 能和信号通路上的多个蛋白相互作用形成复合体 使复合体位于细胞内特定的部位 信号在细胞内的转换和传递机制 第二信使的浓度或者细胞内的定位发生变化信号转导分子的构象发生变化蛋白分子的细胞定位发生变化蛋白分子的细胞内水平调节 细胞内受体 糖皮质激素受体 transcriptionactivatingDNAbindinghormonebinding 激素反应元件 在基因启动子区域内的DNA序列 能与特定的激素受体结合调节转录 这个元件通常由3个核苷酸间隔的反向重复序列构成 HormoneDNAsequencerecognizedbyreceptorsCortex5 AGAACAXXXTGTTCT3 3 TCTTGTXXXACAAGA5 Estrogen5 AGGTCAXXXTGACCT3 3 TCCAGTXXXACTGGA5 thyroxine5 AGGTCATGACCT3 3 TCCAGTACTGGA5 激素的特点 高度的特异性高度的亲和性可逆性可饱和性 激素的分类 膜受体配体依赖的离子通道G蛋白偶联受体单跨膜的酶联受体细胞内受体 Regulators neurotransmitterEffect ionchannelopenorclose alteredmembranepermeability 2GPCRs 配体 生物胺 光 味 脂类衍生物 肽结构 20 25aa组成的7个跨膜域细胞内的环2 3结合G蛋白细胞外的环2 3形成S SC末端有一个保守的半胱氨酸N末端可以发生糖基化 信号由G蛋白偶联受体传递给G蛋白在人的基因组中大概有800个不同的GPCR a g亚基通过共价脂键把G蛋白固定于质膜的胞浆面AdenylateCyclase AC 是一个跨膜蛋白 其胞浆域具有催化位点 GabindsGTP 水解成GDP Pi 激素活化cAMP的信号的事件顺序 1 初始Ga结合GDP a b g亚基形成一个无活性的复合体 Gb g抑制Ga 2 激素结合GPCR引起构象改变 并把此信号传递给G蛋白 G蛋白构象改变 释放GDP 结合GTP 3 Ga GTP与bg复合体解离 结合并活化腺苷酸环化酶 4 AdenylateCyclase催化cAMP生成 信号的关闭1 Ga水解GTPtoGDP Pi GTPase GDP Ga再结合bg复合体 AC失活 2 磷酸二酯酶水解cAMP AMP 3 受体发生脱敏 在不同的激素中脱敏过程不同的一些受体通过受体特异的激酶发生磷酸化 磷酸化的受体结合beta休止蛋白 通过clathrin介导的内吞而促进受体的清除 4 蛋白磷酸酶通过水解PKA的磷酸基而使信号关闭 GPCR介导的信号转导 cAMP PKApathwaycGMP PKGpathwayDAG IP3 PKCpathwayCa2 CaMpathway 基因组20 编码信号转导的蛋白 500个基因编码激酶 90个激酶是酪氨酸激酶 其中一半是受体 种类受体型蛋白酪氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶偶联受体受体型蛋白酪氨酸磷酸酶受体型丝氨酸 苏氨酸激酶受体型鸟苷酸环化酶 3酶联的单跨膜受体 1 EGFR IRS 1 Ras MAPKpathway EGFR PI 3Kpathway PKB PDK1 2JAK STATpathway 配体 细胞因子受体 没有酶活性JAK Janus激酶STAT 信号转导分子和转录激动子 JAK和STAT结构 干扰素受体介导的信号转导 interferon受体介导的信号转导 3TGF beta通路 受体 丝氨酸激酶活性Smad drosophilaMotheragainstdpp mad andC elega