细胞生物学 第五章 细胞通讯ppt课件

第五章蜂窝通信，蜂窝通信，5.1蜂窝通信的基本特征。5.1信号分子5.3受体5.4cAMP信号途径5.5磷脂酰肌醇信号途径5.6整合和终止酶联受体信号转导5.7信号，5.1细胞通讯的基本特征，一般过程识别：信号分子受体蛋白质信号传递，5.1.1细胞通讯的一般过程及其引起的反应。概念：细胞通信是一种细胞行为，通过一种在细胞之间或细胞内发送和接收信息的高度准确和有效的通信机制，对环境做出全面的反应。细胞对细胞外信号组合的反应决定了细胞的命运。特征1:相同的信号能产生不同的反应，如乙酰胆碱能引起骨骼肌收缩，心肌收缩频率降低，唾液腺细胞分泌。特征2:不同的信号可以产生相同的效果。例如，肾上腺素和胰高血糖素都能增加血糖含量。诱导反应、酶活性的变化、基因表达的变化、细胞骨架构型的变化、渗透性的变化、DNA合成活性的变化、细胞死亡过程的变化等。cellsigningcanaffectivelyeveryaspectofcellstructureandfunction :ononeh和： anunderstanding ofcellsigningrequiresknowledge othertypesofcellactivity。另一方面， Insight Tsington ianCellSigningCancetogetheravalyofseminglydependency cellactivities。细胞的直接接触：如细胞间细丝的间质连接，精子和卵细胞的融合；通过细胞外信号分子合成信号分子：蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、脂肪酸衍生物和可溶性气体；细胞与细胞外基质的结合。8、小区通信的方式方法，(2)信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中。信号分子被转运到靶细胞。细胞通讯的基本过程：靶细胞对信号分子的识别和检测。细胞通过细胞膜传递细胞外信号，产生细胞内信号。细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因表达等一系列变化。前者强调信号的释放和传递，包括细胞通讯的前三个过程。信号分子从信号传导细胞释放到周围环境。这是一个相当复杂的过程，尤其是蛋白质信号分子，由内膜系统合成、加工、分类和分泌，最后释放到细胞外。(3)信号分子以各种方式被输送到靶细胞，但它们主要通过血液循环系统被输送到靶细胞。信号转导强调信号的接收和放大，包括细胞通讯的最后三个步骤。靶细胞：主要通过选择性识别和结合位于细胞质膜或细胞中的受体蛋白来识别和检测信号分子。细胞通过细胞膜传递细胞外信号，产生细胞内信号。细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因表达等一系列变化。比较信号转导和细胞信号转导之间的差异，化学分子、非营养物质、非能量物质、非结构物质、非酶主要用于在细胞和细胞之间传递信息。激素介导的内分泌信号传递概念：激素是由内分泌细胞(肾上腺、睾丸、卵巢、甲状腺等)合成的化学信号分子。)，一个内分泌细胞基本上只分泌一种激素。参与细胞通讯的激素包括三种类型的：蛋白和肽激素：80%，水溶性，结合到质膜受体的类固醇激素：作用于细胞内受体的氨基酸衍生物的类固醇激素：来自酪氨酸的小分子激素，其可作用于质膜受体(肾上腺素)和细胞内受体(甲状腺素)。局部化学介质和旁分泌信号细胞将化学介质分泌到细胞外液中，在短距离内作用于邻近的靶细胞。比如生长因子。自分泌和自分泌信号是指细胞对自身产生的物质的反应，这在病理条件下是常见的，例如肝细胞合成的生长因子的释放，其可以刺激自身。受伤的细胞也能自分泌。这种信号最重要的类型是前列腺素。神经递质是神经细胞分泌到突触中的信号分子。突触在进入目标细胞之前，必须与目标细胞非常接近。为了诱导邻近靶细胞的反应，还必须产生电信号。神经递质只作用于相连的靶细胞。乙酰胆碱和-氨基丁酸是神经末梢分泌的典型神经递质。作用时间短，速度快，定位准确，维持时间短，与受体亲和力低。细胞表面受体细胞内受体，信号分子类型？一般性质概念：结合配体并产生特定效应的蛋白质统称为受体。被信息分子识别并传递信息的蛋白质称为信号分子受体。膜受体的主要功能是：识别结合和传递信息，定位：位于细胞质或细胞核中的信号分子：疏水激素，如类固醇激素受体，与信号分子结合后作为基因调节蛋白。两个不同的结构域： DNA结合结构域激活基因转录的N-末端结构域，两个结合位点：配体结合位点(C-末端)与抑制蛋白的结合位点，主要类型，离子通道受体，G蛋白偶联受体(G蛋白连接受体)，酶连接受体(酶连接受体)，21，三种类型的表面受体，存在于细胞间可兴奋的突触信号传导中，产生一种电效应，以及由多个亚单位组成的寡聚蛋白质，该受体本身既是一种受体又是一种离子通道。例如，乙酰胆碱样受体存在于鱼的骨骼肌细胞和排泄器官中。通道打开，钠通过质膜进入细胞，引起细胞去极化和肌肉收缩。动作电位到达突触末端，引起暂时去极化。2.去极化打开电位门的钙离子通道，钙离子进入突触球；3.钙离子浓度的增加诱导神经递质分泌囊泡的分泌；4.分泌囊泡分泌神经递质；5.神经递质到达突触后细胞表面受体；6.神经递质与受体结合，促使通道打开；7.离子进入细胞并产生动作电位，导致肌肉收缩。七次跨膜受体三聚体G蛋白=偶联，与受体结合的配体激活G蛋白，激活G蛋白激活效应子，效应子产生第二信使，该受体传递的信号主要与细胞生长和分裂有关，内源性酶活性受体：受体蛋白既是受体又是酶，一旦被配体激活，它具有酶活性并放大信号。例如，受体酪氨酸激酶和非内源性酶活性受体：受体蛋白本身不是酶，但一旦被配体激活，可结合激酶并放大信号。例如，酪氨酸激酶偶联受体，信号识别和转换：膜机器鉴别器):也被称为鉴别部分，即识别位点或调节亚单位。换能器):也称为传导部分，它将分辨部分接收到的信号转换成蛋白质构型的变化，并将其传送到效应部分。效应器：也称为催化部分，是面向细胞质的部分。通常，它具有酶活性，如腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶等。表面受体跨膜模式，多亚基跨膜家族，七个跨膜家族，单个跨膜受体家族，两种细胞内分子配体，磷酸化和去磷酸化通路蛋白激酶和磷酸酶。从而刺激抑制活性，缝隙连接激活蛋白；吉非活化蛋白；GDIS(鸟嘌呤核苷酸解离抑制剂)维持eg-蛋白失活。受体交叉胰岛素受体除了能结合胰岛素外，还能结合胰岛素样生长因子。糖皮质激素受体可以与糖皮质激素以外的其他类固醇激素结合。高亲和力：受体与配体结合的能力称为亲和力饱和：即限制性结合能力可逆性：配体与受体的结合是可逆分布，特定组织定位：受体的类型和数量因不同组织而异。G蛋白偶联系统膜结合机制的特点：该系统由三部分组成，7跨膜受体三聚体G蛋白效应子(酶)它产生第二信使、5.2G蛋白偶联受体和信号转导。定义：G蛋白，即GTPbindingprotein(GTPbindingprotein)，可与GTP或国内生产总值结合，也称为鸟苷酸结合调节蛋白，并参与细胞的各种生命活动。5.2.1G蛋白的结构和功能，成分：分为g蛋白三体和g蛋白单体三体，g蛋白三体由、和亚基组成；和亚基通常紧密结合在一起，只有在发生蛋白质变性时才分离。功能位点：亚基有三个功能位点：GTP/国内生产总值结合位点谷胱甘肽转移酶活性：GTP可水解为国内生产总值腺苷二磷酸核糖基化位点，活化的：Gs Rs通过活化的信号作用于活化的受体，腺苷酸环化酶被活化的G蛋白失活，从而增加cAMP的浓度并引起细胞反应。抑制性：Gi Ri通过抑制性信号分子作用于抑制性受体，并通过抑制性g蛋白抑制腺苷酸环化酶活性。活性受体、肾上腺素能受体、胰高血糖素受体等。所有这些受体都是穿过细胞膜7次的膜整合素。活化的G蛋白(Gs):将受体接收到的信号传递给腺苷酸环化酶以激活该酶。效应器：腺苷酸环化酶AC、抑制系统组合物和抑制性受体(RI)抑制性受体(Ri)通过Gi抑制腺苷酸环化酶的活性并降低膜中cAMP的水平。抑制性G蛋白(Gi蛋白)抑制性GTP结合蛋白传递抑制信号并降低腺苷酸环化酶的活性。效应器：腺苷酸环化酶，G蛋白循环主要与三种蛋白有关，GDI(鸟苷解离抑制剂蛋白):抑制国内生产总值解离，GAP(谷氨酰胺转肽酶激活蛋白):促进国内生产总值的GTP水解，GEF(鸟苷交换因子):用GTP、取代国内生产总值，G，G蛋白偶联受体介导PKA信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。蛋白质循环，G蛋白偶联受体可激活心肌质膜钾离子通道开放，G蛋白可调节钾离子通道，调节心率，乙酰胆碱结合受体，促进亚基与 分离， 作为配体结合配体门控钾离子通道，通道关闭，亚基失活，该系统的信号分子作用于膜受体，激活G蛋白偶联系统，激活蛋白激酶A(PKA)在cAMP产生后放大信号，因此该通道称为PKA信号转导系统。该系统由三部分组成：表面受体G蛋白效应子，5.2.2G蛋白介导的PKA信号转导机制，效应子：腺苷酸环化酶(AC)，第二信使：cAMP，G蛋白偶联受体跨膜信号转导机制，腺苷酸环化酶是一种12倍跨膜整联蛋白，在Mg2或Mn2作用下可将三磷酸腺苷转化为环磷酸腺苷，引起细胞信号反应。因此，腺苷酸是G蛋白偶联系统中的效应子，腺苷酸环化酶催化三磷酸腺苷生成环磷酸腺苷。.cAMP激活和抑制的cAMP信号通路。蛋白激酶A (PKA)，也称为cAMP依赖性蛋白激酶A(环状-amplent蛋白激酶)，是由四个亚单位、两个调节亚单位、两个催化亚单位组成的四聚体，蛋白激酶A的胞质功能和核功能：胞质中有许多PKA的底物，不同底物的激活会产生不同的作用，PKA激活肝细胞中的磷酸化酶激酶，糖原分解在1秒内开始；如果糖原合成酶被激活，糖原合成被抑制，分泌细胞中的基因调节蛋白可作用于细胞核以促进基因转录，肝细胞对胰高血糖素和肾上腺素、肾上腺素-肾上腺素能受体胰高血糖素受体的反应，细胞质中的糖原分解活性启动细胞核中的基因表达，促进糖异生，激素G蛋白偶联受体G蛋白腺苷酸环化酶(AC)cAMPcAMP依赖性蛋白激酶A，基因调节蛋白基因转录，磷酸化酶激酶的激活糖原分解， 蛋白激酶A的功能：蛋白激酶A :的胞质功能糖原分解蛋白激酶A :的核功能调节基因表达以促进糖异生。 cAMP信号通路的反应链和功能如下：如何维持血糖浓度，胰高血糖素使细胞分解糖原，促进血液中葡萄糖浓度增加，胰岛素促进肝细胞、脂肪细胞和肌肉细胞对葡萄糖的吸收，霍乱毒素：霍乱弧菌侵入肠道，导致Gs蛋白亚基核糖化，使亚基失去GTPase活性，抑制GTP水解，亚基持续激活AC，并产生大量cAMP，从而使肠细胞向肠腔释放大量钠和水，引起腹泻。百日咳毒素：核糖是胃肠蛋白的亚单位，阻止亚单位的国内生产总值被GTP取代，使其失去对大肠杆菌的抑制作用。因此，cAMP也大大增加了。导致大量体液进入肺部，导致严重咳嗽。信号终止：系铃人仍需解开铃。抑制信号作用于Ri，然后通过Gi作用。磷酸二酯酶(PDE)破坏cAMP环形成5-amp。G蛋白偶联受体系统之一。也被称为PKC(蛋白激酶)信号传输系统。信号分子与受体结合激活G蛋白，从而激活磷脂酶C(PLc)并分解磷脂酰肌