细胞信息传递【高级课件】

1、细胞信息传递，第15章，cellcommunicationandsignaltransduation，1，纯化课件，概要，单细胞生物直接反应，多细胞生物3354通过细胞间复杂的信号传递系统传递信息，控制生物活动。 外界环境变化时，2、纯化课件、细胞信息传递方式，邻接细胞的直接接触，通过从细胞分泌各种化学物质调节其他细胞的代谢和功能，调节细胞生命活动的化学物质是信息物质，3、纯化课件，跨膜信号传递的一般程序，特定细胞释放信息物质， 信息物质经过扩散和血液循环到达目标细胞，与目标细胞的受体特异性结合的受体转换信号启动细胞内信使系统，目标细胞产生生物学效果，4，精制课件，第一节信息物质，Signal

2、 Molecules，5，精制课件，一， 细胞间信息物质，定义细胞间信息物质(extracellular signal molecules )是调节细胞分泌的目标细胞生命活动的化学物质的总称，也称为第一信使。 6、纯化课件，化学性质*蛋白质和肽类(生长因子，细胞因子，胰岛素等) *氨基酸及其衍生物(甘氨酸，甲状腺激素，肾上腺素等) *类固醇激素(糖皮质激素，性激素等) *脂肪酸衍生物(前列腺霍一氧化碳等)等，精制课件，(1)也称为神经递质，突触分泌信号(synaptic signal )，通过神经元细胞分泌的特征突触的间隙到达下一个神经细胞的作用时间短。 例如，乙酰胆碱、去甲肾上腺素等，分类，

3、8，精制课件，(2)内分泌激素，别名内分泌信号(endocrine signal )，特征是通过特殊分化的内分泌细胞分泌的血液循环到达目标细胞的大部分作用时间长。 如胰岛素、甲状腺激素、肾上腺素等9种教材，根据内分泌激素的化学组成，提取肾上腺素、甲状腺、甲状腺刺激激素、胰高血糖素、胰岛素、生长激素等含氮激素、性激素、皮质醇、醛固酮等根据激素受体的分布部位不同，有时也称为细胞内受体激素3360甲状腺素、类固醇激素细胞膜受体激素3360甲状腺素以外的含氮激素，10、精制课件，(3)局部化学介质，也称为对crinesignal，有从体内普通细胞分泌的特征的血液生长因子、前列腺素等。 11、精制课件，

4、如* NO合成酶(NOS )氧化L-精氨酸的胍基，NO *血红素单加氧酶氧化血红素而产生的CO、12、精制课件，其他某些细胞间信息物质对同种细胞和分泌细胞本身发挥调节作用， 被称为自分泌信号(autocrine signal )，一种细胞间信息物质可以在不同的个体间传递信息，如昆虫的性激素。 13、精制课件，二、细胞内信息物质、定义、细胞内信息物质(intracellular signal molecules )第一信号物质诱导刺激细胞内产生的细胞控制信号的化学物质。 (14 )纯化课件，化学性质，15，纯化课件，第三信使，负责核内外信息传递的物质，也称为DNA结合蛋白，是可以与目标基因特异序

5、列结合的核蛋白，可以调节基因转录。 编码蛋白质，如即时基因(immediate-early gene )。 在细胞内传递信息的小分子物质，如Ca2、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代谢产物等。 第二信使、16、精制课件、细胞间信息物质影响细胞功能的途径、17、精制课件、第二节受体、Receptor、18、精制课件、能与受体特异性结合的生物活性分子受体的定义是在细胞膜上或细胞内识别和结合生物活性分子的成分，它是能将识别和接受信号正确地放大传递到细胞内部，引起生物学效果的特殊蛋白质，是个别的糖脂质。19、精制课件根据细胞的定位，一、受体的分类，一般的结构和功能，存在于细胞

6、质膜上的受体大部分都镶嵌糖蛋白。 根据其结构和信号转换方式，可分为离子通道受体、g蛋白偶联受体和单膜贯通受体三种。 (1)膜受体(membrane receptor )，目录，20，精制课件，1 .环状受体配体依赖性离子通道，乙酰胆碱受体，21，精制课件， 2. G蛋白偶联受体(g-protein coupled receptors ) gpcrs也被称为7个跨膜螺旋受体/蛇型受体(serpentine receptor )，g蛋白共轭受体的结构矩型22、精制课件、受体结构特征，*受体的n末端有不同的糖基化。 *受体具有高保守性的半胱氨酸残基，在维持受体结构上发挥着重要的作用。 *细胞内的第二

7、和第三环能与g蛋白结合。 23、纯化课件，*c末端高度保守的Cys残基通过肾上腺素能受体、肾上腺素能受体和视紫质受体被棕榈酰化，稳定受体细胞内的三级结构。 *受体的c末端和细胞内第三环含有多个Thr和Ser残基被磷酸化，与抑制蛋白-视紫红质抑制蛋白(arrestin )结合，受体无法激活g蛋白而失活。 24、精制课件， G蛋白(guanylate binding protein )是与GTP或GDP结合，位于细胞膜细胞细胞膜细胞面的外周蛋白质，由三个亚基组成。 有非活性型和2种构象的活性型，25，精制课件，2种g蛋白质的活性型和非活性型的相互变化，目录，26，精制课件，r，h，AC，GDP，G

8、TP，腺苷酸环化酶，AC，ATP，cAMP，27 在信息传递过程中，g蛋白、28、精制课件等受体的信息传递为29， 可以归纳为纯化课件3 .单一跨膜螺旋受体、含有TPK域的受体EGF:表皮生长因子IGF-1:胰岛素样生长因子PDGF:来自血小板生长因子FGF:成纤维细胞生长因子，30、纯化课件， 结合配体的酪氨酸酶活性，如胰岛素受体insulin growth factor receptor、EGF-R表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGF-R )。 与配体结合后，与酪氨酸酶结合，表达酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。 如果非酪氨酸酶受体型

9、、酪氨酸酶受体型(催化剂型受体)、31、精制课件、自磷酸化(autophosphorylation )配体与单膜螺旋受体结合，则催化剂型受体(catalytic receptor )大部分二聚化， 二聚体酪氨酸酶(tyrosine protein kinase，TPK )被激活，相互磷酸化对方一部分酪氨酸残基的过程称为自磷酸化。 受体与细胞的增殖、分化、分裂和癌变有关，32、纯化课件、*受体的跨膜区是由2226个氨基酸残基组成的螺旋，具有高度的疏水性。 *细胞外区为配体结合部位。 *细胞内区位于酪氨酸酶功能区(也称为SH1，Scr homology 1 domain，与Src酪氨酸酶区相同)的

10、c末端，包含ATP键和基质键两个功能区。 受体结构，33，纯化课件*在该受体下游，SH2结构域与酪氨酸残基磷酸化多肽链和SH3结构域与富含脯氨酸的多肽链段结合的PH结构域(pleckstrin homology domain )为磷酸化丝氨酸与g蛋白质的复合体结合，与带电磷脂结合，34，精制课件，TGF的I型和ii型受体，35，精制课件，4 .具有鸟嘌呤环化酶活性的受体，具有鸟嘌呤环化酶活性的受体结构PKH :激酶样结构区域GC :鸟嘌呤环化酶结构区域，3 (1)受体结构，(2)细胞内受体(intracellular receptor )位于细胞浆和细胞核中的受体，均为DNA结合蛋白。位于高度

11、可变区，n端，具有转录活性的DNA结合区，含锌手指结构，激素结合区，c端，结合激素、热休克蛋白，将受体二聚化，激活转录，铰链区，37，纯化课件，核受体结构图，38，纯化可可功能是多种反式作用因子，与相应的配体结合，就能与DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。39、精制课件，二、受体作用特征，可逆性高特异性高亲和力可饱和性特定作用模式，配体-受体结合曲线，40，精制课件，三、受体活性的调节，磷酸化和脱磷酸化作用膜对磷脂代谢的影响酶水解促进作用g蛋白的调节，41，精制课件，第信息的传递路径Signal Transduction Pathway， 42、纯化课件，一、通过膜受体传递信息，cAMP-

12、蛋白激酶路径，-ca2-依赖性蛋白激酶路径，cGMP-蛋白激酶路径，酪氨酸酶路径，核因子路径，TGF-路径，43，纯化课件，(受体，g蛋白，腺苷酸环化酶(adenylate cyclase，AC )，cAMP，蛋白激酶A(protein kinase A，PKA )，44，精制课件，1. cAMP的合成和分解，45，精制课件，cAMP 腺苷酸环化酶(adenylate cyclase，AC )，46，精制课件，2.cAMP的作用机制，PKA的活化r为亚基c催化剂亚基，47，精制课件，r，(camp-dependent protei r :亚基c :催化亚基，cAMP，蛋白激酶a，c，48，精制

13、课件，3.PKA的作用，通过代谢的调节作用，效应蛋白质的磷酸化作用来实现其调节功能。 49、精制课件、肾上腺素对糖原代谢的影响、肾上腺素受体、肾上腺素受体复合体、活化g蛋白、活化AC、ATP、cAMP、50、精制课件、cAMP控制的基因中，其转录控制区可以与cAMP响应元件耦合蛋白(campresponseelementboundprotein，CREB )相互作用，调节该基因的转录。 (2)基因表达的调节作用，51，精制课件，ATP，cAMP，蛋白磷酸化，52，精制课件，c、c、结构基因，cr，DNA，蛋白质，53，精制课件，54，精制课件， (Ca2 -依赖性蛋白激酶路径1. Ca2 -磷

14、脂依赖性蛋白激酶路径、组成、细胞外信息分子、g蛋白质、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC )、磷脂酶C(phospholipase C，PLC )， 甘油二酯(diacylglycerol，DAG )，磷酸肌醇(inositol 1，4，45 triphosphate，IP3 )，55，精制课件，(1) DAG，IP3的生物合成和功能，PIP2，PLC，dagpip3，和磷脂酰胆碱(PC )，磷脂酸(PA )胆碱，DAG， 磷脂酶D (PLD )，57，精制课件，DAG，IP3的功能，DAG :磷脂酰丝氨酸和Ca2的协同激活PKC，IP3 :与内质网和肌浆网上的受体结合促进细

15、胞内Ca2的释放，58，精制课件，(2) PKC的结构59、精制课件、分类、Ca2依赖型：Ca2不依赖型：60、精制课件、调节基因表达的PKC的基因活化可分为早期反应和晚期反应。 * PKC的生理功能，调节代谢活性的PKC会引起一系列靶蛋白丝、苏氨酸残基的磷酸化。 目标蛋白质包括质膜受体、膜蛋白和多种酶。61、纯化课件、通过PKC进行基因的早期激活和晚期激活、62、纯化课件、2. Ca2 -降钙素依赖性蛋白激酶途径、受体、g蛋白、PLC、IP3、Ca2、降钙素、CaM激酶、(Ca2 - 与Ca2一起激活CaM激酶，磷酸化多种功能蛋白(丝、苏氨基酸残基)。组成，63，纯化课件，(cGMP-蛋白激酶g根，受体，鸟嘌呤环化酶(GC )，cGMP，蛋白激酶G (protein kinase G，PKG )，组成，cGMP的合成和分解将苏氨酸残基磷酸化，PKG的功能，65纯化课件，(4)酪氨酸酶途径，分类，受体型TPK (位于细胞质膜上)胰岛素受体，生长因子受体及原癌基因(erb-B、kit、fins等)编码受体，非受体型TPK (在细胞质中yes、ber-abl等)代码TPK、66、精制课件1 .受体型TPK-Ras-MAPK路线、gr B2 (growthfactorreceptorboundprotein2)、SH2域(src homology2DOM 细胞内的某个连接物质