细胞信号传导

1、细胞信号转导，第1章，细胞信号转导：生物细胞对外部刺激或信号做出反应并调节细胞代谢、增殖、分化、功能活动或凋亡的过程。细胞信息传递是生物体维持细胞间联系、协调细胞间功能和保证正常生命活动的基本条件。例如，第一部分是细胞信号转导的基本原理，第二部分是膜受体介导的信号转导途径，第三部分是细胞信号转导的基本原理，即细胞信号转导：细胞外信号通过与细胞表面受体的相互作用转化为细胞内信号的过程，通过信号途径使细胞发生反应。跨膜信号转导的一般步骤是特定细胞释放信息物质，这些信息物质通过扩散或血液循环到达靶细胞，并与靶细胞的受体特异性结合。受体转换信号并启动细胞内信使系统，目标细胞产生生物效应。、细胞、变化、

2、增殖、分化和代谢，1。与细胞信号转导相关的分子，(1)细胞间信号分子，(2)受体，(3)细胞内信号转导分子，(1)细胞间信号分子，1。类型，也称为第一信使或配体，神经递质，内分泌激素，细胞因子，气体分子，水溶性分子依赖于膜受体，脂溶性分子与细胞内受体结合并扩散到细胞中。特征：通过血液循环到达全身远端器官的靶细胞，并且它作用很长时间并分泌旁分泌信号：如生长因子。特征：通过扩散局部作用于相邻的靶细胞，并且作用时间短。自分泌信号：如前列腺素等。特征：由细胞分泌，与分泌细胞自身反应。突触信号：如乙酰胆碱。特征：由突触分泌，并在短时间和短距离内作用于神经细胞。(2)旁分泌，(4)突触轴突分泌，(1)内分

3、泌内分泌，靶细胞，内分泌细胞，(3)自分泌自分泌自分泌自分泌自分泌，靶细胞，*气体直接扩散，无受体，(2)受体，是一种分布于细胞膜、细胞质或细胞核中的特殊蛋白，相关分子，离子通道型，G蛋白偶联型，催化型，酶偶联型，1。受体类型，细胞膜受体胞内受体，(1)离子通道偶联受体，离子，蛋白亚单位，离子通道，脂双层，开放通道，封闭通道，受体本身是离子通道，与配体结合后构象改变，开放通道，允许特殊离子通过，(2)G蛋白偶联受体，受体配体结合，激活G蛋白，激活/抑制某些酶，产生第二信使或改变离子通道，并产生效应，(3)催化受体，是一种具有激酶或鸟苷酸环化酶活性的跨膜酶蛋白，使自身磷酸化并诱导后续效应(4)与

4、酪氨酸蛋白激酶偶联的酶偶联受体。配体结合后，受体被酪氨酸激酶二聚化和激活，导致后续效应。(5)位于细胞质或细胞核内的细胞内受体主要是反式作用因子。在与配体结合后，它们可以识别和结合DNA并调节基因转录。如脂溶性激素受体。2。受体的功能是识别信号分子(配体)的转化，并放大信号3。受体-配体相互作用的特征是高度特异性、高度亲和性、特定的作用方式、非共价结合、可逆饱和性以及对一个配体和多个受体现象的调节。(3)细胞内信号转导分子，概念：细胞外信号通过受体转化为细胞，并通过细胞内的一些小分子和蛋白质传递。酶，G蛋白，连接蛋白，调节蛋白，小分子化学物质：第二信使，类型：酶，激酶/磷酸酶，相关分子，1。小

5、分子化学物质，概念：能在细胞内扩散并调节信号转导蛋白活性的小分子或离子，也称为第二信使。例如cAMP、cGMP、Ca2、DAG、IP3、Cer或花生四烯酸。细胞内第二信使特性。酶，(1)催化第二信使、腺苷酸环化酶、cAMP、鸟苷酸环化酶、cGMP、磷脂酶c、甘油二酯、神经酰胺的产生的酶，(2)蛋白激酶/磷酸酶、激酶、磷酸盐添加、磷酸酶、脱磷、蛋白活性转换、蛋白激酶a。(1)G蛋白，(2)调节蛋白，(1)G蛋白，全称：GTP结合蛋白，其特征在于GTP活化，GTP酶活性的国内生产总值失活，GTP水解，这与前述“非酶蛋白”相矛盾？G蛋白的结构特征、G蛋白的激活机制、蛋白的分类和G蛋白偶联受体家族的信

6、息传递可以概括为：(2)连接蛋白，它介导蛋白信号转导分子之间或蛋白信号转导分子与脂质分子之间的相互作用。根据结构域(也称为信号结构域)的分子结构，它们相互识别并结合。例子：酸碱度域(血小板蛋白激酶c同源域)，2。信号转导分子的机制，1。第二信使浓度和分布的变化，2。通过变构调节改变蛋白质信号转导分子的活性。蛋白质信号转导分子的可逆磷酸化，4。信号转导体的聚集，2。膜受体介导的信号转导途径，膜受体介导的信息传递，1。离子通道受体及其信号转导：2.g蛋白偶联受体介导的信号转导；3.催化受体介导的信号转导；4.酶偶联受体介导的信号转导途径；1.离子通道受体及其信号转导，受体本身就是一个通道；低聚物。

7、每个亚单位具有多个螺旋跨膜结构；反应主要是去极化或超极化。实例：乙酰胆碱受体，由两个和G蛋白偶联受体介导的信号转导，(1) cAMP信号通路，(2)磷脂酰肌醇信号通路，(1) cAMP-蛋白激酶通路，细胞外信号和相应受体的结合导致细胞内第二信使cAMP的改变，其反过来激活蛋白激酶A并产生一系列生物学效应。受体；g蛋白；三磷酸腺苷和第二信使营；腺苷酸环化酶；蛋白激酶A；环腺苷酸磷酸二酯酶(cAMP磷酸二酯酶)。途径组成，激素G-蛋白偶联受体G-蛋白腺苷酸环化酶依赖的蛋白激酶A酶代谢，反应链：基因调节蛋白，基因转录，Camp-PKA途径调节代谢，肾上腺素受体，激活蛋白，激活酸，三磷酸腺苷，cAMP

8、，肾上腺素受体复合物，蛋白激酶A，蛋白或酶磷酸化，酶活性变化，膜通透性变化，基因转录加速蛋白合成，信息效应，腺苷酸，cAMP-蛋白激酶途径概述，(2) IP3 /DAG-PKC途径的双信使系统，细胞外信号与受体G蛋白结合后产生了两个第二信使，三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG或DG)。IP3打开内质网的Ca2通道并释放Ca2，Ca2与DAG激活蛋白激酶C(PKC)一起产生生物学效应，也称为双信使途径。细胞膜受体；g蛋白；磷脂酶C；第二信使IP3/DAG；内质网受体；Ca2蛋白激酶C(PKC)，途径组成，PKC Dag的靶分子，功能：PKC调节代谢。激活的PKC导致一系列靶蛋白的丝和苏氨酸残

9、基磷酸化。靶蛋白包括质膜受体、膜蛋白和各种酶。PKC靶蛋白丝氨酸和苏氨酸磷酸化的激活改变了靶蛋白的活性和功能，影响细胞内信息的传递，并引发一系列生理和生化反应。PKC激活基因并调节基因表达，如早期基因(原癌基因)，关于PKC的有趣文章，Ca2磷脂依赖性蛋白激酶途径，(3) Ca2钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMK)途径，受体G蛋白磷脂酶C(PLC)，三磷酸肌醇(IP3) Ca2钙调蛋白CaM激酶，途径组成，并且它们两者结合来激活CaM激酶。Ca2不仅参与IP3-PKC途径，还激活钙调素CaM CaM，进而激活CaMK并磷酸化效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸，从而产生生物学效应。钙依赖蛋白激酶途径概述，催

10、化受体介导的信号转导，受体本身具有酶活性，如鸟氨酸环化酶或酪氨酸蛋白激酶活性。(1)酪氨酸蛋白激酶受体介导的信号转导途径，(2) cGMP蛋白激酶途径，(3)转化生长因子受体介导的信号转导途径，(1)酪氨酸蛋白激酶受体介导的信号转导途径，具有酪氨酸蛋白激酶活性。在与信号分子结合后，两个单体受体分子接近并二聚化，并磷酸化彼此的酪氨酸。1。受体TPK-Ras-MAPK途径，催化受体接头蛋白GRB2: SOS: Ras蛋白：Raf蛋白：MAPK系统：途径组成，原癌基因产物，类似g蛋白的g亚单位，富含脯氨酸，可与SH3结合，促进Ras GDP向GTP的转化。具有苏氨酸蛋白激酶活性，包括MAPK、MAP

11、KK激酶、MAPKK激酶，它是一组具有酶和底物的蛋白分子。细胞外信号，表皮生长因子，PDGF等。具有TPK活性的受体，Ras-GTP，细胞膜，二聚化，(2) cGMP-蛋白激酶G途径，受体鸟苷酸环化酶(GC) cGMP蛋白激酶G (PKG)，途径组成，GC，GTP，cGMP，转化生长因子受体介导的途径(TGF途径)，TGF- TGF-受体转录因子Smad，途径组成，TGF-受体II型磷酸化，识别激活，Smad丝氨酸磷酸化，识别激活，调节基因转录，转化生长因子-，酶偶联受体介导的途径，JAKs-STAT途径，非催化受体信号分子非催化受体JAKs信号转导和转录激动剂核顺式作用元件基因开放表达，干扰

12、素诱导的JAK，STAT复合物核转移和调节基因转录机制，干扰素应答元件，转录，质膜，磷酸化STAT复合物，非活性STAT单体，核膜，干扰素，干扰素受体，第三类细胞内受体：类固醇激素受体，类固醇激素受体，识别和结合DNA 型：非甾体激素受体，非甾体激素受体，去抑制DNA转录；2.细胞内受体介导的信息传递；(1)类固醇激素介导的信号通路；(2)一氧化氮介导的信号通路；(5)核因子B途径；活化的核因子NF-B进入细胞核，该途径主要涉及机体的防御反应、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡以及肿瘤生长抑制过程的信息传递。核因子- B激活过程示意图，降解和解离，类固醇激素和甲状腺素通过胞内受体调节生理过程，类固

13、醇激素受体结构，类固醇激素分子量一般为300左右，是疏水分子，能简单地扩散到细胞内，然后与胞内受体结合引起构象变化，增加与DNA的亲和力，最终起到调节基因转录活性的作用，这是类固醇激素作用的最基本特征。类固醇受体分两步调节基因激活：直接诱导少数基因的转录活性(初级反应)；这些基因产物然后激活其他基因(延迟的次级反应)，这些基因放大了最初的激素效应。(2)一氧化氮介导的信号通路，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，导致细胞内Ca2浓度增加，一氧化氮合酶激活，一氧化氮从细胞内释放，一氧化氮扩散到平滑肌细胞，在GTP环化酶活性中心与Fe2结合，改变酶的构象，导致酶活性增强和cGP合成增加。降钙素基因相关肽能降

14、低血管平滑肌中的钙浓度。它导致血管平滑肌松弛、血管扩张和血液流动顺畅。硝酸甘油治疗心绞痛的机理是在体内转化为一氧化氮，可舒张血管，降低心脏负荷和心肌耗氧量。第五部分：细胞信号转导障碍和疾病，信号转导和疾病。疾病中异常的细胞信号转导可能涉及受体、细胞内信号转导分子和转录因子。在某些疾病中，细胞信号转导系统某一环节的原发性损伤可导致疾病的发生；细胞信号转导系统的改变也可以继发于某种疾病或病理过程，其功能障碍促进了疾病的进一步发展。概念：由受体数量、结构或调节功能的变化引起的疾病，使其不能介导靶细胞中配体的适当作用，称为受体疾病。1.疾病中的受体障碍，异常受体，下调)/受体脱敏，上调)/受体超敏反应。根据病因，受体疾病可分为：遗传性受体疾病：由编码受体的基因引起的受体丢失、减少或突变；膜异常受体；核异常受体；自身免疫受体疾病：由体内产生针对受体的自身抗体引起的疾病。次级受体异常：由配体含量、酸碱度、磷脂膜环境和细胞合成和分解蛋白质的能力的变化引起的受体数量和亲和力的次级变化，遗传性受体疾病膜受体异常、遗传性受体疾病核受体异常、家族性高胆固醇血症、低密度脂蛋白受体代谢过程、低密度脂蛋白受体(膜受体)和富