第5章 细胞间相互作用
合集下载
《医学细胞生物学》第05章 内膜系统与膜泡运输
1、细胞质基质的涵义：真核细胞的细胞质中除去细胞器和内含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物称为细胞质基质或胞质溶胶。
2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。
一、名词解释
1、细胞质基质 2、微粒体 3、糙面内质网 4、内膜系统 5、分子伴侣 6、溶酶体 7、三级（残余小体） 8、次级溶酶体 9、信号假说 10、信号肽 11、自噬作用 12、 异噬作用 13、膜流
二、填空题
四、判断题
1、×；2、√；3、×；4、√；5、×；6、×；7、×；8、×。
五、简答题
1、信号假说的主要内容是什么？
答：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白docking protein， DP）等因子协助完成这一过程。
7、三级溶酶体（残余小体）：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。
21、过氧化物酶体标志酶是 。
22、内质网蛋白的分选信号为 信号。
23、信号假说中，要完成含信号肽的蛋白质从细胞质中向内质网的转移需要细胞质中的 和内质网膜上的 的参与协助。
2、微粒体：为了研究ER的功能，常需要分离ER膜，用离心分离的方法将组织或细胞匀浆，经低速离心去除核及线粒体后，再经超速离心，破碎ER的片段又封合为许多小囊泡（直径约为100nm），这就是微粒体。
一、名词解释
1、细胞质基质 2、微粒体 3、糙面内质网 4、内膜系统 5、分子伴侣 6、溶酶体 7、三级（残余小体） 8、次级溶酶体 9、信号假说 10、信号肽 11、自噬作用 12、 异噬作用 13、膜流
二、填空题
四、判断题
1、×；2、√；3、×；4、√；5、×；6、×；7、×；8、×。
五、简答题
1、信号假说的主要内容是什么？
答：分泌蛋白在N端含有一信号序列，称信号肽，由它指导在细胞质基质开始合成的多肽和核糖体转移到ER膜；多肽边合成边通过ER膜上的水通道进入ER腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是N端的信号肽，信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白docking protein， DP）等因子协助完成这一过程。
7、三级溶酶体（残余小体）：在正常情况下，被吞噬的物质在次级溶酶体内进行消化作用，消化完成，形成的小分子物质可通过膜上的载体蛋白转运至细胞质中，供细胞代谢用，不能消化的残渣仍留在溶酶体内，此时的溶酶体称为残余小体或三级溶酶体或后溶酶体。残余小体有些可通过外排作用排出细胞，有些则积累在细胞内不被排出，如表皮细胞的老年斑、肝细胞的脂褐质。
21、过氧化物酶体标志酶是 。
22、内质网蛋白的分选信号为 信号。
23、信号假说中，要完成含信号肽的蛋白质从细胞质中向内质网的转移需要细胞质中的 和内质网膜上的 的参与协助。
第5章 植物的光合作用--有机物运输与分配
14
② 放射性同位素示踪法
将韧皮部和木质 部剥离后插入一层蜡 纸或胶片等不能透的 薄物，在木质部与韧 皮部间形成屏障
55％
让叶片同化14CO2，数分钟后 24％将叶柄切下并固定，对叶柄 横切面进行放射性自显影， 可看出14CO2标记的光合同化 21％ 物位于韧皮部。
15
因此，可以得出结论：水及其溶解于水中 的矿质沿着木质部向上运输；同化物包括光合
55％
高枝压条：又称空中压条、压条繁殖方法之一。
21％
晚春气温高时，选用2～3年生枝条，在枝
下部进行环割等处理，在环割处附上湿润的苔
藓、锯木屑或培养土等保湿并用塑料薄膜包裹，
待充分发根后，剪离母株，进行培育。如龙眼、
荔枝、柑橘、枇杷、杨梅、山茶、桂花等可采 用此法繁殖。
55％ 21％
19
24％
为什么“树怕剥皮”？
管内有机物质的长距离运输。
11
胼胝质(callose)
是一种β-1,3-葡聚糖。正常条件下，只有少量的胼胝
质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。
当植物受到外界刺激（如机械损伤、高温等）时，筛 管分子内就会迅速合成胼胝质，并沉积到筛板的表面或筛 孔内，堵塞筛孔，以维持其 他部位筛管正常的物质运
输。一旦外界刺激解除，
果实，也可以向下运输至根
24％ 部或地下贮存器官。横向运
输是只在纵向运输受阻时， 55％
横向运输才加强。
21％
26
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
24％
55％
21％
27
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
比集转运率：单位截面积韧皮部或筛管在单位时 间内运输有机物的质量 g/(cm2· h) 例：马铃薯块茎韧皮部横切面为0.002cm2，块茎 在50d内增重240g，块茎含水量为75%，比集转
② 放射性同位素示踪法
将韧皮部和木质 部剥离后插入一层蜡 纸或胶片等不能透的 薄物，在木质部与韧 皮部间形成屏障
55％
让叶片同化14CO2，数分钟后 24％将叶柄切下并固定，对叶柄 横切面进行放射性自显影， 可看出14CO2标记的光合同化 21％ 物位于韧皮部。
15
因此，可以得出结论：水及其溶解于水中 的矿质沿着木质部向上运输；同化物包括光合
55％
高枝压条：又称空中压条、压条繁殖方法之一。
21％
晚春气温高时，选用2～3年生枝条，在枝
下部进行环割等处理，在环割处附上湿润的苔
藓、锯木屑或培养土等保湿并用塑料薄膜包裹，
待充分发根后，剪离母株，进行培育。如龙眼、
荔枝、柑橘、枇杷、杨梅、山茶、桂花等可采 用此法繁殖。
55％ 21％
19
24％
为什么“树怕剥皮”？
管内有机物质的长距离运输。
11
胼胝质(callose)
是一种β-1,3-葡聚糖。正常条件下，只有少量的胼胝
质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。
当植物受到外界刺激（如机械损伤、高温等）时，筛 管分子内就会迅速合成胼胝质，并沉积到筛板的表面或筛 孔内，堵塞筛孔，以维持其 他部位筛管正常的物质运
输。一旦外界刺激解除，
果实，也可以向下运输至根
24％ 部或地下贮存器官。横向运
输是只在纵向运输受阻时， 55％
横向运输才加强。
21％
26
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
24％
55％
21％
27
2、运输速度：一般约为100cm•h－1
比集转运率：单位截面积韧皮部或筛管在单位时 间内运输有机物的质量 g/(cm2· h) 例：马铃薯块茎韧皮部横切面为0.002cm2，块茎 在50d内增重240g，块茎含水量为75%，比集转
相间相互作用
第五章相间的相互作用5.1 固体、气体与水的化学相互作用在天然水和废水中很少出现完全在水溶液中发生化学均相反应的现象。
水中最重要的化学和生化现象反而包括了水中物质与其他相之间的相互作用。
图5.1列举了一些发生相互作用的例子，如下：通过藻类的光合作用，在悬浮藻类的细胞内生成了固体生物质，而且固体生物质的产生涉及了水与细胞间溶解性固体与气体的交换。
当水中细菌降解了有机质（经常以小颗粒的形式存在），类似的交换过程也会发生。
随着化学反应不断地进行，水中也就不断地产生固体和气体。
水体系中的铁和许多重要的痕量元素被看成胶体而运输或吸附到固体颗粒上。
碳水化合物和一些杀虫剂以一种不相溶的液体膜的形式存在于水的表面。
沉积物通常被冲刷到了水体中。
图5.1 涉及水和其他相间相互作用的最重要的环境化学过程本章将讨论水体化学过程中不同相间相互作用的重要性。
一般情况下，除了水，这些相可划分为沉积物（离散的固体）和悬浮的胶体物质。
我们也将讨论沉积物的形成、作为储存库的沉积物的重要性和水溶质的来源。
前面章节所提到的固、气体的溶解度（亨利定律）在本章也会作详细的讲解。
本章的大部分讨论了胶体的行为，这包括非常细小的固体颗粒、气体或悬浮在水中的不相溶的液体。
很多重要的水生化学现象都涉及到了胶体物质。
因为胶体物质的表面积与体积的比值大，所以它的活性比较高。
5.2 沉积物的形成与重要性沉积物是相对较细小的那层物质，它覆盖在河流、湖泊与海洋的底部。
它通常由一些小、中、粗的矿物混合物组成，包括黏土、淤泥和沙子，其中混有有机质。
在组成方面它们可能从纯矿物变化到以有机质为主的物质。
沉积物也是各种生物、化学污染物和被污染了的碎屑的储存库。
我们特别关注的就是通过生物化学物质从沉积物到水生食物链的迁移过程。
寄居在沉积物中的生物包括各种各样的贝类（虾、蟹、蛤）和蠕虫、昆虫、端足类、双壳类的生物与其他的小生物，这些都是值得我们特别关注的，因为它们都是位于食物链底层的附近。
第五章免疫细胞
第四节 抗原提呈细胞
凡能加工、处理抗原，并将抗原信息 呈递给淋巴细胞的一类免疫细胞（APC）
专职 单核/巨噬细胞、树突
状细胞、B细胞
非专职 内皮细胞、上皮
细胞等
单核-巨噬细胞 B淋巴细胞
树突状细胞
(一)单 核 吞 噬 细 胞（MON和Mφ）
包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单 核细胞和组织内的巨噬细胞，具有重要的抗 感染、抗肿瘤和免疫调节的作用。 （一）表面标志：
二、免疫细胞的膜表面分子
免疫细胞膜表面存在着大量不同种类的 蛋白质分子。这些分子与免疫细胞的分化 成熟和免疫功能发挥密切相关。 免疫细胞的膜表面分子是区分和鉴别不 同免疫细胞及其亚群的重要标志。 分化抗原、粘附分子、膜受体。
第二节 T淋巴细胞
T淋巴细胞是来自胚肝或骨髓的始祖T 细胞，在胸腺内微环境作用下分化发育成 熟的淋巴细胞，又称胸腺依赖的淋巴细胞 简称T细胞。 介导细胞免疫应答，并在TD—Ag诱导 的体液免疫应答中起重要的辅助和调节作 用。
植物血凝素（PHA）受体
刀豆蛋白（ConA）受体
美洲商陆（PWM）受体
分化抗原（CD 抗原/分子）
CD3 CD4
生物学功能
与TCR相连，稳定TCR结构，传递细 胞活化信息
为MHCⅡ类分子的受体
CD8
CD28 CD2
为MHCⅠ类分子的受体
为B7分子的受体 即淋巴细胞相关抗原-2（LFA-2）， 为LFA-3的受体或绵羊红细胞 （SRBC）的受体
1、T细胞的表面标志
特有的细胞表面的膜分子， 包括抗原受体、分化抗原(CD)抗原、 MHC抗原、黏附分子等。 这些分子是T细胞识别抗原、与其他免 疫细胞相互作用以及接受信号刺激并产生 应答的物质基础，也是鉴别和分离T、B细 胞的重要依据。
第5章 细胞融合
第5章细胞融合5.1细胞融合的概述5.2细胞融合技术的意义5.3细胞融合的基本原理5.4细胞融合材料5.5细胞融合的方法5.6融合细胞的筛选5.7细胞融合技术的应用举例5.8 展望5.1 细胞融合的概述5.1.1 细胞融合的定义细胞融合（Cell fusion）又称体细胞杂交（Somatic hybridization）：是指将不同来源的细胞或原生质体通过人工方法诱导融合形成杂种细胞，并使之分化再生，形成新物种或新品种的技术。
5.1.2 细胞融合的类型根据所选用的亲本细胞或原生质的来源可分为以下4种：体细胞杂交1、利用双亲的体细胞或原生质进行融合，是真正意义上的细胞融合技术，目前细胞融合的大多数组合仍以体细胞杂交为主。
2、配子-体细胞杂交融合亲本一个为体细胞，另一个为性细胞（精、卵细胞），可获得三倍体细胞杂种。
3、配子间细胞杂交融合双亲本均为性细胞（精、卵细胞），配子间细胞杂交有多种组合形式。
其中以精、卵细胞进展最快。
例如：玉米4、微细胞杂交先诱导细胞中形成高频率的微核，再分离和制备具有此微核的细胞或原生质体，作为融合的亲本而进行体细胞杂交。
用于转移单个完整的染色体以建立单体或多体的“染色体杂种”。
5.2 细胞融合技术的意义可以避开生殖细胞的受精过程，在亲缘更远的物种间实现基因转移，创造出自然界中所没有的新物种。
体细胞融合还有一个重要的价值，就是创造细胞质杂种。
体细胞杂交在作物育种和种质创新上有其独到的意义和作用。
5.3 细胞融合的基本原理将来自小鼠和人体的两个细胞通过细胞融合技术，得到含有两者遗传信息的新的杂合细胞，然后通过培养基筛选出这种杂合细胞，就有可能得到一个新生物。
细胞融合的研究历史细胞融合现象最初是在动物细胞中表现的。
1858年Virchow叙述了正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞情况。
1875年，Lange第一个观察到脊椎动物（蛙类）的血液细胞发生的合并现象。
1962年日本冈田善雄发现一种叫日本血凝性病毒(HVJ)能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞的现象。
细胞生物学-第5章-物质的跨膜运输(翟中和第四版)
二、V 型质子泵和 F 型质子泵
• V 型质子泵广泛存在 于动物细胞的胞内体 膜、溶酶体膜，破骨 细胞和某些肾小管细 胞的质膜，以及植物、 酵母及其他真菌细胞 的液泡膜上 （V 为 vesicle）
• 转运 H+ 过程中不形成 磷酸化的中间体
• 维持细胞质基质 pH 中 性和细胞器内 pH 酸性
– 载体蛋白介导 – 通道蛋白介导
（一）载体蛋白及其功能
• 多次跨膜；通过构象改变介导溶质分子跨膜转运 • 与底物（溶质）特异性结合；具有高度选择性；具有类似
于酶与底物作用的饱和动力学特征；但对溶质不做任何共 价修饰
（一）载体蛋白及其功能
• 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同 载体蛋白
（二）通道蛋白及其功能
• 两类主要转运蛋白：
– 载体蛋白：又称做载体、通透酶和转运器。介导被动运输与主动运 输
– 通道蛋白：能形成亲水的通道，允许特定的溶质通过。只介导被动 运输
两者区别：以不同方式辨别溶质。通道蛋白主要根据溶质大小和电荷和进 行辨别，假如通道处于开放状态，则足够小和带有适当电荷的分子或离子 就能通过；而载体蛋白只允许与其结合部位相适应的溶质分子通过，并且 每次转运都发生自身构象的变化。
动物、植物细胞主动运输比较
三、ABC 超家族
• ABC 超家族也是一 类ATP 驱动泵
• 广泛分布于从细菌 到人类各种生物中， 是最大的一类转运 蛋白
• 通过ATP 分子的结 合与水解完成小分 子物质的跨膜转运
（一）ABC转运蛋白的结构与工作模式
• 4 个“核心”结构域
– 2 个跨膜结构域，分别含6 个跨 膜α 螺旋，形成底物运输通路决 定底物特异性
• 3 种类型：离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白 • 大多数通道蛋白都是离子通道 • 转运底物时，通道蛋白形成选择性和门控性跨膜通道
第五章 细胞膜及其表面(二)
第一节 细胞膜的分子结构和特性
一、细胞膜的化学组成
脂类、蛋白质、糖类 ——主要成分
膜脂 膜蛋白 膜糖
水、无机盐、金属离子 ——少量成分 蛋白质/脂类 : 在不同种类生物膜中有所不同。
不同细胞的质膜及细胞中不同膜相结构 三种膜成分的比例差异很大
(一) 膜脂 menmbrane lipid
生物膜上的脂类统称膜脂。
★（二）锚定连接（ anchoring junction）
锚定连接包括两大类蛋白质：
细胞内附着蛋白：一端将特定的细胞骨架成分与连接复合体相连接，另一
端与穿膜黏着蛋白连接。
跨膜连接糖蛋白：胞内区与细胞内锚定蛋白连接，胞 外区域相邻特异的穿
膜黏连蛋白或与细胞外基质蛋白结合。
锚定连接的两类蛋白示意图
★ （二）锚定连接（ anchoring junction）
(一) 膜脂 menmbrane lipid
膜脂分子的共同特点： 都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲媒性分子 (amphipathic molecule)
双亲性分子在水溶液中排列方式:
脂分子团
脂双分子层
脂质体
(二) 膜蛋白 menmbrane protein 是膜功能的主要体现者！
根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：
1 单次穿膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双 层 多次穿膜： 数条a-螺旋折返穿越脂质 双层
非胞质面 脂 双 分 2 子 层 胞质面
3. 多亚基穿膜
内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表 面与水相吸，它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏 水尾部通过疏水键结合，与膜结合紧密，不易分离提纯。
2、膜周边蛋白 附在膜的内外表面，非共价地结合在膜脂或跨膜蛋白上。
第5章 细胞的信息传递
思考与讨论
听到电话铃响，你就会去接电话。下图显 示了这个反应的神经信息的传送路线。由 图可以看到，神经信息的传送分两种情况： 一是神经信息在一个神经元内部的传送； 二是神经信息需要跨细胞传送。二者传送 的机制是否相同呢？
神经信息的传送路线
一 神经信息在神经纤维上的传导
阅读与分析：
仔细阅读下列材料，并回答问题： 1、什么是膜电位和动作电位？神经细胞在受到刺 激时会发生怎样的变化？ 2、神经细胞以什么形式传送环境中的信息的？
二 遗传信息的传递过程
科学家发现，如果将巨型伞藻切成两半，没 有细胞核的那半能够保持正常的蛋白质合成 达一个多月之久。这表明蛋白质的合成是在 细胞质中进行的。真核生物的DNA主要集中 在核中，而像DNA这样的大分子是无法通过 核孔进入细胞质中的，因此，科学家推测， 必然有一种物质，充当DNA和蛋白质间的信 使，将DNA中的遗传信息带到合成蛋白质的 场所。最后研究发现具备这种功能的是信使 RNA（mRNA）。
二 胞间信号的受体
受体：细胞表面或内部存在类似天线的物 质（如糖蛋白、脂蛋白等），用来接收胞 间信号分子，这种物质被称为受体。 受体的特点：
②特异性：受体可以识别并特异地与化学信号分 子（配体）结合成复合物，从而启动一系列生物 化学体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质；
复 制 转录 翻译
DNA
mRNA
蛋白质
遗 传 信 息 的 传 递
第3节 神经信息的传递
问题探讨
人体或动物通过神经系统感受并传送环境 刺激的信息，从而做出各种应答反应，以 保证机体各部分的协调及与环境的统一。 神经系统是如何感受和传送环境刺激信息 的呢？
神经系统是由神 经细胞构成的。 神经细胞又叫神 经元，是神经信 息传送的结构基 础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化学突触（chemical synapse）传递神经信号
间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联 或电偶联
细胞识别（cell recognition）
●概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体） 选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最 终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 ●信号通路（signaling pathway） 细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外 信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞 的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
作为基因调控蛋白的受体 作为酶的受体
细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活，
细胞表面受体分属三个受体超家族： 离子通道偶联受体（ion-channel-coupled receptor） G蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptor） 酶连受体（enzyme-coupled receptor）
（六）分子开关（molecular switches）
在细胞信号传导过程中 , 信息沿着一系列不 同的蛋白质所组成的信号传导途径 (signaling pathway)进行传递。
在此途径中每一种蛋白质的典型作用是改变 系列中下一个蛋白质的构象，由此激活或抑制 下游蛋白质。
细胞信号传导中蛋白构象的改变是由分子开 关完成的。
一个细胞发出的信息通过介质（配 体）传递到另一个细胞并与靶细胞 相应的受体相互作用，然后通过细 胞信号转导产生细胞内一系列生理 生化变化，最终表现为细胞整体的 生物学效应的过程。
二、细胞通讯的类型
直接接触
细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触， 信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。
细胞通过分泌化学信号进行通讯
鸟苷酸交换因子（GEF)：促使与G蛋白结合的GDP解离,
同时G蛋白与GTP结合而活化 。
GTP酶促进蛋白（GAP）：促进GTP水解，G蛋白失活 G蛋白信号调节子（RGS）：促进GTP水解，G蛋白失活 鸟苷酸解离抑制子(GDI)：抑制GTP水解，维持活性
细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活。
第五章 细胞间的相互作用
Cell-Cell Interactions
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递
第二节 细胞连接—细胞间相互黏附
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递 ● 细胞通讯的概念
● 细胞通讯的类型
● 信号分子
● 受体 ● 第二信使
● 信息在细胞内的行程
一、细胞通讯的概念
cell communication
胞外信号被特异性受体所识别
胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号 的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的 信号蛋白。 信号放大
受体脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终 止或降低细胞反应。
信号蛋白
转承蛋白(relay protein) 信使蛋白(messenger protein) 接头蛋白(adaptor protein) 放大和转导蛋白
三、细胞的信号分子signal molecule
● 信号分子的概念
● 信号分子的类型
亲脂性信号分子
亲水性信号分子
气体性信号分子(NO)
四、受体（receptor）
● 受体的概念 ● 受体的类型
● 受体的结构域
● 受体的功能
五、第二信使（second messenger）
●第二信使(second messenger )
(amplifier and transducer protein) 传导蛋白(transducer protein) 分歧蛋白(bifurcation protein) 整合蛋白(integrator protein) 潜在基因调控蛋白
(latent gene regulatory protein)
受体的功能域
结合配体的功能域：结合特异性 产生效应的功能域：效应特异性
受体的功能
介导物质跨膜运输 (受体介导的内吞作用) 信号传递
二、信号转导系统及其特性
●信号转导系统的基本组成与信号蛋白 ●细胞内信号蛋白的相互作用
●细胞内信号蛋白复合物的装配
●信号转导系统的特性
信号转导系统的基本组成
1.靶蛋白磷酸化和去磷酸化
蛋白激酶和蛋白磷酸酶使靶蛋白磷酸化和蛋白去磷酸化, 从而调节蛋白质的活性。 磷酸化作用机理：改变电荷、构象，导致蛋白质活性的 增强和降低。
ATP
ADP
蛋白激酶
蛋白质
ATP
蛋白磷酸酶
蛋白质-P
ADP
2.GTPase开关蛋白
两种类性:异三聚体G蛋白、单体G蛋白 两种状态:与GTP结合时活化的“开启”状态; 与GDP结合时失活的“关闭”状态。 辅助蛋白:与G蛋白结合并调节其活性
信号转导系统的特性
特异性
放大效应
网络化与反馈 整合作用
第二节 细胞内受体介导的信号转导
●细胞内核受体及其对基因表达的调节
●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
细胞内受体蛋白的3个功能域及其作用模式 类固醇激素的受体位于细胞核内 类固醇激素诱导基因活化的两步反应阶段： 初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的初 级反应阶段，快速发生。 次级反应阶段：初级反应的基因产物再活化其它 基因，产生延迟的次级反应，对初级反应起 放大作用。 个别亲脂性小分子的受体位于细胞质膜上。 前列腺素
是指在胞内产生的小分子，其浓度的转导中行使功能。
● 第二信使的类型
cAMP，cGMP，Ca2+ , 二酰甘油（DAG）， 三磷酸肌醇（IP3）
● 第二信使学说 (second messenger theory)
胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞 表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生 化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其 信号作用终止。
同学们好！
《没有人是一座孤岛》——约翰· 多恩
没有人是一座孤岛，
可以自全。 每个人都是大陆的一片， 整体的一部分。 如果海水冲掉一块， 欧洲就缩小， 如同一个海岬失掉一角， 如同你的朋友或者你自己的领地失掉一块 任何人的死亡都是我的损失， 因为我是人类的一员， 因此 不要问丧钟为谁而鸣， 它就为你而鸣。
间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联 或电偶联
细胞识别（cell recognition）
●概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体） 选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最 终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 ●信号通路（signaling pathway） 细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外 信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞 的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
作为基因调控蛋白的受体 作为酶的受体
细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活，
细胞表面受体分属三个受体超家族： 离子通道偶联受体（ion-channel-coupled receptor） G蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptor） 酶连受体（enzyme-coupled receptor）
（六）分子开关（molecular switches）
在细胞信号传导过程中 , 信息沿着一系列不 同的蛋白质所组成的信号传导途径 (signaling pathway)进行传递。
在此途径中每一种蛋白质的典型作用是改变 系列中下一个蛋白质的构象，由此激活或抑制 下游蛋白质。
细胞信号传导中蛋白构象的改变是由分子开 关完成的。
一个细胞发出的信息通过介质（配 体）传递到另一个细胞并与靶细胞 相应的受体相互作用，然后通过细 胞信号转导产生细胞内一系列生理 生化变化，最终表现为细胞整体的 生物学效应的过程。
二、细胞通讯的类型
直接接触
细胞间接触依赖性的通讯，细胞间直接接触， 信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。
细胞通过分泌化学信号进行通讯
鸟苷酸交换因子（GEF)：促使与G蛋白结合的GDP解离,
同时G蛋白与GTP结合而活化 。
GTP酶促进蛋白（GAP）：促进GTP水解，G蛋白失活 G蛋白信号调节子（RGS）：促进GTP水解，G蛋白失活 鸟苷酸解离抑制子(GDI)：抑制GTP水解，维持活性
细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活。
第五章 细胞间的相互作用
Cell-Cell Interactions
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递
第二节 细胞连接—细胞间相互黏附
第一节 细胞通讯—细胞间信号传递 ● 细胞通讯的概念
● 细胞通讯的类型
● 信号分子
● 受体 ● 第二信使
● 信息在细胞内的行程
一、细胞通讯的概念
cell communication
胞外信号被特异性受体所识别
胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号 的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的 信号蛋白。 信号放大
受体脱敏或受体下调，启动反馈机制从而终 止或降低细胞反应。
信号蛋白
转承蛋白(relay protein) 信使蛋白(messenger protein) 接头蛋白(adaptor protein) 放大和转导蛋白
三、细胞的信号分子signal molecule
● 信号分子的概念
● 信号分子的类型
亲脂性信号分子
亲水性信号分子
气体性信号分子(NO)
四、受体（receptor）
● 受体的概念 ● 受体的类型
● 受体的结构域
● 受体的功能
五、第二信使（second messenger）
●第二信使(second messenger )
(amplifier and transducer protein) 传导蛋白(transducer protein) 分歧蛋白(bifurcation protein) 整合蛋白(integrator protein) 潜在基因调控蛋白
(latent gene regulatory protein)
受体的功能域
结合配体的功能域：结合特异性 产生效应的功能域：效应特异性
受体的功能
介导物质跨膜运输 (受体介导的内吞作用) 信号传递
二、信号转导系统及其特性
●信号转导系统的基本组成与信号蛋白 ●细胞内信号蛋白的相互作用
●细胞内信号蛋白复合物的装配
●信号转导系统的特性
信号转导系统的基本组成
1.靶蛋白磷酸化和去磷酸化
蛋白激酶和蛋白磷酸酶使靶蛋白磷酸化和蛋白去磷酸化, 从而调节蛋白质的活性。 磷酸化作用机理：改变电荷、构象，导致蛋白质活性的 增强和降低。
ATP
ADP
蛋白激酶
蛋白质
ATP
蛋白磷酸酶
蛋白质-P
ADP
2.GTPase开关蛋白
两种类性:异三聚体G蛋白、单体G蛋白 两种状态:与GTP结合时活化的“开启”状态; 与GDP结合时失活的“关闭”状态。 辅助蛋白:与G蛋白结合并调节其活性
信号转导系统的特性
特异性
放大效应
网络化与反馈 整合作用
第二节 细胞内受体介导的信号转导
●细胞内核受体及其对基因表达的调节
●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
细胞内受体蛋白的3个功能域及其作用模式 类固醇激素的受体位于细胞核内 类固醇激素诱导基因活化的两步反应阶段： 初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的初 级反应阶段，快速发生。 次级反应阶段：初级反应的基因产物再活化其它 基因，产生延迟的次级反应，对初级反应起 放大作用。 个别亲脂性小分子的受体位于细胞质膜上。 前列腺素
是指在胞内产生的小分子，其浓度的转导中行使功能。
● 第二信使的类型
cAMP，cGMP，Ca2+ , 二酰甘油（DAG）， 三磷酸肌醇（IP3）
● 第二信使学说 (second messenger theory)
胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞 表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生 化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其 信号作用终止。
同学们好！
《没有人是一座孤岛》——约翰· 多恩
没有人是一座孤岛，
可以自全。 每个人都是大陆的一片， 整体的一部分。 如果海水冲掉一块， 欧洲就缩小， 如同一个海岬失掉一角， 如同你的朋友或者你自己的领地失掉一块 任何人的死亡都是我的损失， 因为我是人类的一员， 因此 不要问丧钟为谁而鸣， 它就为你而鸣。