《细胞通讯》PPT课件.ppt

第十二章细胞信号转导,第一节基本概念第二节胞内受体介导的信号传导第三节膜表面受体介导的信号转导,第一节基本概念,一、细胞通讯二、细胞信号分子三、信号分子与受体,一、细胞通讯,细胞通讯指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。细胞通讯主要有以下三种方式：1.细胞间隙连接2.膜表面分子接触通讯3.化学通讯,1.细胞间隙连接是细胞间的直接通讯方式，两个相邻的细胞以连接子相联系。,图9-1细胞间隙连接,2.膜表面分子接触通讯是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程。,图9-2膜表面分子接触通讯,3.化学通讯,化学通讯是间接的细胞通讯，指细胞分泌一些化学物质至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为4类内分泌：内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。旁分泌：细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞化学突触：由神经细胞神经末梢释放,图9-3化学通信的类型,二、细胞信号分子,细胞外信号分子：1.激素：由内分泌细胞分泌，经血液循环到达靶细胞。如类固醇激素。2.神经递质：由神经末梢释放，如乙酰胆碱。3.细胞因子：即局部化学介导因子，如干扰素、白介素。4.气体分子：NO、CO根据溶解性又可分为亲脂性和亲水性两类：亲脂性信号分子：可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复合物。亲水性信号分子：不能穿过靶细胞膜，只能与膜受体结合，经信号转换机制，通过胞内信使，引起细胞的应答反应。细胞内信号分子-第二信使cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG）,三、信号分子受体,受体（receptor）：通常是指位于细胞膜表面或细胞内，能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质。当受体与配体结合后，通过信号转导作用将细胞外信号转换为细胞内的物理和化学信号，启动一系列过程，最终表现为生物学效应。受体与配体的作用特征：特异性饱和性高度的亲和力根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。,图9-4细胞表面受体和细胞内受体,第二节细胞内受体介导的信号传导,细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白。这类受体一般都有三个结构域：位于C端的激素结合位点，位于中部富含Cys、具有锌指结构的DNA或Hsp90结合位点，以及位于N端的转录激活结构域。甾类激素介导的信号通路一氧化氮介导的信号通路,图9-5胞内受体A细胞内受体蛋白作用模型；B几种胞内受体蛋白超家族成员,甾类激素介导的信号通路,甾类激素分子是化学结构相似的亲脂性小分子，可以通过简单扩散跨越质膜进入细胞内。甾类激素与细胞质内各自的受体蛋白结合，形成激素-受体复合物，并能穿过核孔进入细胞核内，激素和受体的结合导致受体蛋白构象的改变，提高了受体与DNA的结合能力，激活的受体通过结合于特异的DNA序列调节基因表达。,一氧化氮介导的信号通路,血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞，NO以L精氨酸为底物由一氧化氮合酶催化生成NO和L瓜氨酸。血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起胞内Ca2+浓度升高，NO合酶被Ca2+离子激活后可利用精氨酸生成NO。NO能够跨过细胞质膜扩散到邻近的平滑肌细胞，并将鸟苷酸环化酶激活，该酶催化GTP生成cGMP。cGMP作为第二信使，可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。,图9-6NO和cGMP的信号转导途径,第三节膜表面受体介导的信号转导,膜表面受体主要有三类：一、离子通道型受体二、G蛋白耦联型受体三、酶耦联型受体,图9-7膜表面受体主要有三类,一、离子通道型受体,离子通道型受体是一类自身为离子通道的受体，即配体门通道。存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，信号分子为神经递质。作用机理：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，在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。,图9-8离子通道型受体,二、G蛋白耦联型受体,G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子，胞内结构域与G蛋白偶联。G蛋白是指三聚体GTP结合调节蛋白，位于质膜胞质侧，由、三个亚基组成。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：cAMP信号途径磷脂酰肌醇途径,9-9G蛋白偶联型受体的结构,cAMP信号途径,cAMP信号的组分激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（Ri）；活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）；腺苷酸环化酶：是跨膜12次的糖蛋白，催化ATP生成cAMP蛋白激酶A（PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成环腺苷酸磷酸二酯酶：可降解cAMP生成5-AMPGs型cAMP信号转导途径cAMP信号通路的效应：激活靶酶、调节基因表达,图9-10Gs和Gi调节途径,腺苷酸环化酶,图9-11cAMP激活蛋白激酶A,图9-12G蛋白偶联受体跨膜信号转导机理,图9-14cAMP信号与基因表达,磷脂酰肌醇途径,在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，通过G蛋白开关机制激活质膜上的磷脂酶C（PLC-），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号。,图9-15磷脂酰肌醇途径,三、酶耦联型受体,酶耦联型受体分为两类：一类是本身具有激酶活性，如肽类生长因子等受体。另一类本身没有酶活性，但可以连接非受体酪氨酸激酶，如细胞因子受体超家族。已知类型：受体酪氨酸激酶、酪氨酸蛋白激酶联系的受体、受体酪氨酸磷脂酶、受体丝氨酸/苏氨酸激酶受体鸟苷酸环化酶。,作业,名词解释：细胞通讯、受