第十一章 信号转导通路的相互作用

1、第十一章第十一章细胞信号转导通路细胞信号转导通路的相互作用的相互作用一、细胞信号网络的有关概念一、细胞信号网络的有关概念 及其生物学功能及其生物学功能 多细胞生物体要成为一个整体，彼此多细胞生物体要成为一个整体，彼此之间必须能够通过多种方式进行网络通讯。之间必须能够通过多种方式进行网络通讯。在信号转导过程中必需的蛋白，就形成信在信号转导过程中必需的蛋白，就形成信号转导网络。号转导网络。(一一) 细胞膜受体蛋白细胞膜受体蛋白 作为信号传感器发挥作用作为信号传感器发挥作用 离子通道偶联受体离子通道偶联受体 很大的、同源的、很大的、同源的、多次跨膜的蛋白家族，改变质膜的离子多次跨膜的蛋白家族，改变质

2、膜的离子通透性通透性 GG蛋白偶联受体蛋白偶联受体 大的、较高同源性的、大的、较高同源性的、7次跨膜型蛋白家族，改变细胞内介质的次跨膜型蛋白家族，改变细胞内介质的浓度和质膜的离子通透性浓度和质膜的离子通透性 酶偶联受体酶偶联受体 异源性的、异源性的、单单次跨膜蛋白，次跨膜蛋白，引起靶蛋白的特异性位点磷酸化引起靶蛋白的特异性位点磷酸化(一一) 细胞内信号系统通过信号网络传递信号细胞内信号系统通过信号网络传递信号 第二信使第二信使 小分子的细胞内信号分子小分子的细胞内信号分子 细胞内信号转导蛋白细胞内信号转导蛋白 大分子的细胞内信号分子大分子的细胞内信号分子 中继蛋白中继蛋白 其作用仅仅是将信号传

3、递至下一级成员其作用仅仅是将信号传递至下一级成员 信使蛋白信使蛋白 其作用是将信号从细胞中的一个部分传其作用是将信号从细胞中的一个部分传递至另一个部分递至另一个部分 衔接蛋白衔接蛋白 其作用是将一个信号转导蛋白与另一个其作用是将一个信号转导蛋白与另一个相连，并不直接传递信号。相连，并不直接传递信号。 放大蛋白放大蛋白 其作用是极大地放大其接受到的信号其作用是极大地放大其接受到的信号 可形成信号转导级联可形成信号转导级联 传感蛋白传感蛋白 其作用是将信号转换成另一种形式其作用是将信号转换成另一种形式 是一个传感器，又是一个放大器是一个传感器，又是一个放大器 分岔蛋白分岔蛋白 其作用是将信号从一条

4、通路扩展至另一其作用是将信号从一条通路扩展至另一 条条 整合蛋白整合蛋白 其作用是从两条或多条信号通路中接受其作用是从两条或多条信号通路中接受 信号，并在其传递前进行整合信号，并在其传递前进行整合 潜在的基因调控蛋白潜在的基因调控蛋白 在细胞表面被活化的受体激活，然后转在细胞表面被活化的受体激活，然后转位到核促进基因转录位到核促进基因转录 调节蛋白调节蛋白 修饰细胞内信号蛋白的活性，调节该通修饰细胞内信号蛋白的活性，调节该通路信号转导的强度路信号转导的强度 锚定蛋白锚定蛋白 将一些特异性信号转导蛋白限定于膜上将一些特异性信号转导蛋白限定于膜上或细胞骨架中，使其定位于某精确位置或细胞骨架中，使其

5、定位于某精确位置二、细胞内信号转导通路中的二、细胞内信号转导通路中的“分子开关分子开关”(一一) 可逆性蛋白磷酸化可逆性蛋白磷酸化 Ser/Thr蛋白激酶蛋白激酶 Tyr蛋白激酶蛋白激酶 蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶 普遍的调节方式普遍的调节方式 影响细胞功能的基本机制影响细胞功能的基本机制(二二) GTP结合蛋白结合蛋白 异三聚体异三聚体G蛋白蛋白 小分子小分子G蛋白蛋白 GTP结合型的激活态结合型的激活态 GDP结合型的失活态结合型的失活态 内源性内源性GTP酶活性酶活性三、细胞信号通路间交互作用的三、细胞信号通路间交互作用的 生物学基础生物学基础(一一) 细胞内信号转导复合体可以增强反应的细胞内

6、信号转导复合体可以增强反应的速度、效率以及特异性速度、效率以及特异性 细胞用来获得信号转导特异性的一细胞用来获得信号转导特异性的一个重要途径就是个重要途径就是骨架蛋白。骨架蛋白。 组成信号转导复合体组成信号转导复合体 避免避免细胞信号通路间不必要的细胞信号通路间不必要的交互作用交互作用 在某些情况下，在某些情况下，信号转导复合体的信号转导复合体的形成是暂时的，只形成是暂时的，只有在一个细胞外信有在一个细胞外信号分子将其激活后，号分子将其激活后，信号转导蛋白才可信号转导蛋白才可聚集在一个受体的聚集在一个受体的周围。周围。(二二) 蛋白结构域在信号蛋白分子蛋白结构域在信号蛋白分子 相互作用中作用相

7、互作用中作用 信号转导复合体的形成依赖于各种高信号转导复合体的形成依赖于各种高度保守的蛋白分子结合结构域。度保守的蛋白分子结合结构域。 衔接蛋白仅含有两个或多个结合结构域衔接蛋白仅含有两个或多个结合结构域 支架蛋白常含有多个结构域，其中每一支架蛋白常含有多个结构域，其中每一 个都于受体或信号个都于受体或信号转导蛋白中的特定模转导蛋白中的特定模 体结合。体结合。SH2域域 (Src homology 2 domain) ： 约由约由100个氨基酸残基组成。主要作个氨基酸残基组成。主要作用是识别磷酸酪氨酸（用是识别磷酸酪氨酸（pY）并与含磷酸酪）并与含磷酸酪氨酸的蛋白结合氨酸的蛋白结合。SH3域域(Src homology 3 domain) ： 识别富含脯氨酸的识别富含脯氨酸的PXXP，并与含该，并与含该模体的蛋白结合。模体的蛋白结合。PH (pleckstrin homology)域：域： 由约由约120个氨基酸残基组成，广泛存在个氨基酸残基组成，广泛存在于从酵母到人类的信号转导蛋白（已知见于从酵母到人类的信号转导蛋白（已知见于于500多种）中。某些多种）中。某些PH域以高亲和力结域以高亲和力结合合肌醇磷脂肌醇磷脂(如如PI-4,5-P2、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P