细胞信号转导1课件

第八章细胞信号转导Cellularsignaltransduction细胞信号转导染色体结构动态变化与基因表达细胞增殖细胞分化细胞衰老细胞凋亡细胞及生命体的生殖，发育，疾病及衰老细胞及生命体的生殖，发育，疾病及衰老第八章细胞信号转导第一节概述第二节细胞内受体介导的信号转导第三节G蛋白耦连受体介导的信号转导第四节酶联受体介导的信号转导第五节信号的整合与控制几个容易混淆的概念细胞通讯（cellcommunication）：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。信号转导（signaltransduction）：指外界信号（如光、电、化学分子）作用于细胞表面受体，引起胞内信使的浓度变化，进而导致细胞应答反应的一系列过程。几个容易混淆的概念细胞信号转导是细胞间实现通讯的关键过程细胞通讯（cellcommunication）1、细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯[这是多细胞生物普遍采用的通讯方式];2、细胞间接触依赖性的通讯;3、细胞间形成间隙连接(动物)或胞间连丝(植物)使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢耦联或电耦联。三种方式：内分泌旁分泌自分泌化学突触信号转导中的几个概念/名词细胞的信号分子/配体；受体；第二信使；分子开关信号分子介导化学通讯2.受体(receptor)一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导(signaltransduction)作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。两个功能区域：结合配体的功能域、产生效应的功能域两种类型：细胞表面受体、细胞内受体信号转导中的几个概念：受体

两种类型受体：细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子或膜结合型信号分子；细胞内受体：位于细胞质基质或细胞核中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子。信号转导中的几个概念：受体细胞表面受体细胞(膜)表面受体分属三大家族：①离子通道耦联受体（ion-channel-coupledreceptor）；②G蛋白耦联型受体（Gprotein-coupledreceptor,GPCRs）；③酶耦联的受体（enzyme-linkedreceptor）。第一类存在于可兴奋细胞。后两类存在于大多数细胞，在信号转导的早期表现为激酶级联（kinasecascade）事件，即为一系列蛋白质的逐级磷酸化，籍此使信号逐级传送和放大。CellsurfacereceptorsIon-channellinkedreceptorsinneurotransmission：convertchemicalsignalsintoelectricalones在突触处,

突触前细胞膜释放的神经递质结合并开启突触后细胞膜上的递质门离子通道，结果导致突触后细胞膜离子流改变，从而将化学信号转换成电信号。3.第二信使：第一信使：细胞外信号分子。第二信使(Secondmessenger)：第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子。包括cAMP、cGMP、Ca2+、1,4,5-肌醇三磷酸(IP3)、二酰基甘油(DAG)等。第二信使功能:其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合，在细胞信号转导中启动和协助细胞内信号的逐级放大。信号转导中的几个概念：第二信使分子开关(Molecularswitches)在细胞信号转导过程中，除了细胞表面受体和第二信使分子外，还有两组进化上保守的胞内蛋白起着分子开关的作用。GTPase开关蛋白：鸟苷酸结合蛋白当结合GTP时呈活化的“开启”状态，当结合GDP时呈失活的“关闭”状态。两种状态的转换控制下游靶蛋白的活性。

通过蛋白激酶(kinase)使靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸酶(phosphatase)使靶蛋白去磷酸化，调节靶蛋白的活性。信号转导中的几个概念：细胞内信号传导过程中两类分子开关蛋白蛋白激酶蛋白磷酸酯酶细胞通过特异性受体识别胞外信号分子；信号跨膜转导；通过胞内级联反应实现信号放大，并最终导致细胞活性改变；信号分子失活，细胞反应终止或下调。通过细胞表面受体介导的信号途径的4个步骤:细胞信号转导系统及其特性从细胞表面到细胞核的信号途径的各类信号蛋白组分：细胞表面受体，转承蛋白，接头蛋白，放大和转导蛋白，传感蛋白，分歧蛋白，整合蛋白，信使蛋白，潜在基因调控蛋白细胞信号转导系统及其特性二、信号转导系统的主要特性：特异性；放大作用；信号终止或下调；细胞对信号的整合作用。第八章细胞信号转导第一节概述第二节细胞内受体介导的信号转导第三节G蛋白耦连受体介导的信号转导第四节酶联受体介导的信号转导第五节信号的整合与控制细胞内受体介导的信号转导一，细胞内核受体及其对基因表达的调节；二，NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合。一，细胞内核受体及其对基因表达的调节细胞内受体的本质：依赖激素激活的基因调控蛋白。这类受体一般都有三个功能结构域：

(1)C-端激素结合位点；

(2)中部的DNA或Hsp90结合位点；

(3)N-端转录激活结构域细胞内受体及其作用模型细胞内受体与抑制性蛋白（如Hsp90）结合形成复合物，处于非活化状态。配体（激素，如皮质醇）与受体结合，导致抑制性蛋白从复合物上解离下来，从而受体通过暴露它的DNA结合位点而被激活。皮质醇受体雌激素受体孕激素受体维生素D受体甲状腺素受体视黄酸受体二，NO作为气体信号分子介导的信号转导NO可快速扩散透过细胞膜，作用于邻近细胞。血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞，NO的生成由一氧化氮合酶（nitricoxidesynthase，NOS）催化，以L-精氨酸为底物，以NADPH作为电子供体，生成NO和L-瓜氨酸。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。RobertF.Furchgott

LouisJ.Ignarro

FeridMurad

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1998"fortheirdiscoveriesconcerningnitricoxide(NO)asasignallingmoleculeinthecardiovascularsystem"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1998"fortheirdiscoveriesconcerningnitricoxide(NO)asasignallingmoleculeinthecardiovascularsystem"NO导致血管平滑肌舒张中的作用机理内皮细胞平滑肌细胞血管内皮细胞平滑肌细胞乙酰胆碱(ACh)→血管内皮细胞→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→(扩散到)平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。NO导致血管平滑肌舒张中的作用机理G-cyclase(GC)RegulationofcontractilityofarterialsmoothmusclebyNOandcGMPO内皮细胞平滑肌细胞内皮细胞平滑肌细胞硝酸甘油(Nitroglycerin):治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理:是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和增加心肌的供氧量。Pfizer(辉瑞公司)的Sildenafil(商业名:Viagra,伟哥):治疗男性的阳萎(Impotency)。其作用机理:抑制或消除阴茎内的磷酸二酯酶PDE5，使cGMP增加而不会被PDE5分解。cGMP使海绵体内的动脉扩张，使大量的血液涌入阴茎。

影响血管平滑肌舒张的药物Sildenafil能够特异地抑制或消除阴茎内的磷酸二酯酶(phosphodiesterase)磷酸二酯酶PDE5的功能cGMPGMPPDE5Sildenafil磷酸二酯酶：PDE5:阴茎特异；PDE3:心脏特异。从细胞表面到细胞核的信号途径的各类信号蛋白组分：细胞表面受体，转承蛋白，接头蛋白，放大和转导蛋白，传感蛋白，分歧蛋白，整合蛋白，信使蛋白，潜在基因调控蛋白五、分析型问答题(每题5分，共10分)1.两个蛋白激酶K1和K2，在细胞内信号级联反应中依次起作用。如果两个蛋白激酶中任何一个含有致其永久性失活的突变，则细胞对于胞外信号无反应。假如一种突变使K1永久