第七篇-细胞膜与细胞信号转导PPT课件

-,1,第七章细胞膜与细胞信号转导,第一节基本概念第二节膜表面受体介导的信号转导,-,2,基因转录细胞增殖细胞存活细胞死亡细胞分化细胞运动性细胞免疫反应,-,3,第一节基本概念,信号转导受体配体,-,4,信号转导（signaltransduction）,指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞细胞表面受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。,-,5,受体,概念：存在于细胞膜或细胞内、能够接收外界的信号，并将这一信号转化为细胞内的一系列生物化学反应，从而对细胞的结构或功能产生影响的蛋白质分子特征：特异性；饱和性；高度的亲和力；可逆性。,-,6,膜受体的结构：多为跨膜糖蛋白，其肽链可一次或多次穿膜，完整膜受体应包括三个部分：识别部即配体结合区域；效应部即产生效应的区域；转换部即受体与效应部之间偶联的部分。,-,7,膜受体的分类,G蛋白偶联受体、受体酪氨酸激酶、配体闸门通道、,-,8,G蛋白偶联受体,结构特点：一条次跨膜螺旋多肽链；氨基末端朝向膜外，有个胞外区，羧基末端朝向细胞膜内，有个胞内区；在氨基末端带有糖基化位点，羧基末端第个襻和羧基末端各有发生磷酸化的位点。,-,9,G-蛋白偶联受体,-,10,分布广泛，类型多样，包括多种激素受体、神经递质受体、眼的光激活受体、与嗅觉有关的受体等等。内源性配体：神经递质、激素、外源性刺激、化合物。功能：激活G蛋白,-,11,受体酪氨酸激酶,类型：存在于胞质中，激活后使底物蛋白酪氨酸残基磷酸化；存在于胞膜上，起受体作用，同时有酪氨酸激酶的作用。结构：单次跨膜蛋白，包括个区域，配体结合区；跨膜区；激酶活性区：具有酪氨酸激酶的活性。内源性配体：生长因子、细胞因子。功能：激活酪氨酸激酶,-,12,当配体与配体结合区结合后，通过蛋白质构象的变化，使位于细胞质部分的激酶活性区的酪氨酸残基发生自体磷酸化.可以与具有SH2结构域的蛋白质。结合并使之激活，激活后的蛋白质进一步催化细胞内的生物化学反应，从而把细胞外的信号转导到细胞内。,-,13,受体酪氨酸激酶,-,14,-,15,配体闸门通道,自身为离子通道的受体，主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞。信号分子：神经递质结构：由5个亚单位组成，每个亚单位又带有4个疏水的跨膜区域,其羧基末端和氨基末端均朝向细胞外基质。5个亚单位在细胞膜上共同构成一个通道，每一个亚单位的M2跨膜区域的氨基酸组成与细胞内外离子的通过有关。功能：离子通道。,-,16,乙酰胆碱受体,-,17,神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象，导致离子通道的开启或关闭，改变质膜的离子通透性，瞬间将胞外化学信号转换为电信号，继而改变突触后细胞的兴奋性。,-,18,第二节细胞表面受体介导的信号转导,膜表面受体；化学信号分子;G蛋白;cAMP信号通路.,-,19,细胞表面受体,-,20,化学信号分子,亲水性：神经递质、生长因子、局部化学递质、和大多数肽类激素，需与胞膜上相应受体结合。,-,21,G蛋白,即鸟苷酸结合蛋白，组成：，三个亚基组成的异源三聚体。作用：分子开关，亚基结合GDP处于关闭状态，结合GTP处于开启状态。亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的GTP水解为GDP，恢复无活性的三聚体状态。,-,22,两种G蛋白的活性型和非活性型的互变,-,23,cAMP信号通路,环腺苷酸（cAMP）是最早阐明的第二信使分子主要组分：激活型受体（Rs）或抑制型受体（Ri）；活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）；腺苷酸环化酶（adenylatecyclase，AC）：是位于细胞膜上的G蛋白效应蛋白之一位于细胞膜上，跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP。,-,24,R,AC,GDP,GTP,腺苷酸环化酶,AC,ATP,cAMP,-,25,cAMP的合成与分解,-,26,cAMP的作用机理,PKA的激活R调节亚基C催化亚基,-,27,ATP,cAMP,蛋白磷酸化,-,28,PKA对代谢的调节作用,通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。,.对肝脏的作用.对肌肉的作用.对脂肪组织.对心脏的作用,-,29,磷脂酰肌醇信号通路,组成：胞外信息分子：乙酰胆碱、血管紧张素等；G蛋白，磷脂酶C(phospholipaseC,PLC)：作用于磷酸肌醇上的磷酸基团，形成1,4,5三磷酸肌醇（IP3）和留在膜结构上的二酰甘油（DAG）；蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC),-,30,磷脂酰肌醇信号通路,Mimickedbyionomycin,-,31,信号传导通路,信号分子膜受体G蛋白PLCDAG/IP3底物蛋白生物学效应,-,32,-,33,DAG，IP3的生物合成,PIP2,PLC,DAG+IP,-,34,DAG，IP3的功能,DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKC。,IP3：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞内Ca2+释放。,-,35,PKC对基因的早期活化和晚期活化,-,36,IP3与Ca2+释放,-,37,Ca2+CaM激酶通路,受体、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、钙调蛋白、CaM-PK钙调蛋白(calmodulin,CaM)（钙受体蛋白）：有四个Ca2+结合位点。结合Ca2+后成为4Ca2+.CaM的活性形式并表现出生理作用.能磷酸化多种功能蛋白质（丝、苏氨基酸残基）。,组成：,-,38,调节基因表达PKC对基因的活化分为早期反应和晚期反应。,PKC的生理功能,调节代谢：活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝、苏氨酸残基磷酸化。靶蛋白包括：质膜受体、膜蛋白和多种酶。,-,39,具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体信号通路,酪氨酸蛋白激酶,(tyrosineproteinkinase,TPK),分类:,受体型TPK（位于细胞质膜上）：如胰岛素受体、生长因子受体等，非受体型TPK（位于胞浆）。,-,40,受体型TPK-Ras-MAPK途径,GRB2(growthfactorreceptorboundprotein2）,SH2域(srchomology2domain)细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，与原癌基因src编码的酪氨酸蛋白激酶区同源，该区域能识别磷酸化的酪氨酸残基并与之结合。,组成：催化性受体，GRB2,SOS,Ras蛋白,Raf蛋白，MAPK系统。,-,41,SOS(sonofsevenless)富含脯氨酸，可与SH3结合，促使Ras的GDP换成GTP。,Ras蛋白：原癌基因产物，类似与G蛋白的G亚基,Raf蛋白：具有丝苏氨酸