细胞通讯与信号转导概述
第九章 细胞信号转导知识点总结
第九章细胞信号转导细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。
信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。
信号传导强调信号的产生、分泌与传送。
信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。
信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。
受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。
第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。
分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。
信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。
G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。
cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞反应的信号通路。
（磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP2分解成IP3和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。
钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。
Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。
细胞通讯与信号传导
细胞通讯与信号传导细胞是生物体的最基本单位，每个细胞都像一个小工厂，拥有自己的机器和设备，它们需要不断地接收与发出信息才能完成各自的任务，这就需要细胞间的通讯与信号传导。
本文将从细胞通讯和信号传导两个方面介绍这个重要的生命现象。
一、细胞通讯细胞通讯是指细胞之间通过化学信号相互交流的过程。
这种信号传递可以调节细胞的生命周期、维持内环境的恒定，以及协调身体各系统之间的协同运作。
在细胞通讯中，信号的传递可以分为内源性和外源性两类。
内源性信号是由细胞内自身产生的，如某些信号分子可以调节基因表达，从而影响一系列细胞行为。
外源性信号则来自外界，如神经元通过传递神经递质来调节细胞行为。
通常，细胞通讯的信号传递过程可分为三个基本步骤：识别、传递和响应。
第一步是识别阶段，在这个阶段，细胞必须能够识别外界或内源性信号分子。
这需要细胞表面的受体与信号分子之间发生特定的化学结合。
第二步是信号的传递阶段，在这个阶段，信号分子通过细胞内传递通路进入到细胞内部，从而调节细胞行为。
第三步是响应阶段，在这个阶段，细胞根据传递的信号做出相应的反应。
二、信号传导信号传导是指信号分子在细胞内部的传递过程。
它涉及一系列的生化反应和分子互动。
信号分子进入到细胞内部后，可能被一些蛋白激酶或酶水解，进而改变信号分子的化学结构。
这些过程就是信号转导的第一步，即信号的转换，使原本无法进入细胞内部的信号分子转变为可以作用于细胞内部的具有生物活性的物质。
第二步是信号传导通路，在这一步中，转换后的信号分子会引起细胞内一些特定蛋白质的生物分子反应，这些反应一般有激活或抑制的作用，从而调节细胞内的活动。
最后一步是响应阶段，在这个阶段，细胞会根据信号的强度和类型产生不同的反应，如细胞分裂、细胞分化、细胞凋亡等。
总的来说，细胞通讯和信号传导是两个紧密联系的概念。
细胞通讯的主要任务是产生信号分子，并将其传递到另一个细胞，而信号传导则是用一种内部系统将细胞解码和响应这些信号。
细胞的信号转导：细胞间的通讯
细胞的信号转导：细胞间的通讯
细胞信号转导是细胞间相互通讯的重要过程之一。
细胞通过信号转导将外部环境的信息传递到细胞内部，以调控细胞的生理功能和行为。
这种通讯过程在生物体内各个层次和组织中都十分普遍。
细胞信号转导通过一系列复杂的分子相互作用和级联反应完成。
信号转导通常从外部环境的信号开始，例如化学物质、细胞间接触和光照等。
这些刺激会激活细胞表面的受体蛋白，如受体酪氨酸激酶、离子通道和G蛋白偶联受体等。
一旦受体被激活，它们将开始传递信号到细胞内部。
这个过程中涉及到许多信号转导分子，如细胞内信号转导通路中的蛋白激酶、转录因子、细胞骨架和细胞内钙离子等。
这些分子相互作用形成复杂的网络，将信号从细胞膜传递到细胞质和细胞核，并最终调控基因表达和细胞功能。
细胞间的通讯也是细胞信号转导的一部分。
细胞可以通过细胞间的信号分子进行直接或间接的交流。
例如，神经细胞之间通过突触传递神经递质进行快速的信息传递。
而免疫细胞之间通过细胞因子的释放和受体结合来调节免疫反应。
此外，细胞还可以通过细胞外囊泡（如外泌体）释放信号物质，并被周围的细胞摄取，进而影响接受细胞的行为。
总的来说，细胞信号转导和细胞间通讯是细胞间相互沟通的重要机制。
通过这种方式，细胞可以感知和响应外界环境的变化，并协调各种生物学过程。
理解细胞信号转导和细胞间通讯的机制对于深入研究生物学和治疗疾病具有重要意义。
希望这篇简要介绍对你有所帮助！如果你有任何其他问题，请随时提问。
细胞生物学第11章-细胞通讯与信号转导
（3）不同的细胞通过各自的受体，对胞外信号应答， 产生相同的效应。如：肝细胞肾上腺素受体和胰 高血糖素受体结合各自的配体激活以后，都能促 进血糖的升高。
（4）一种细胞具有一套多种类型的受体，应答多种 不同的胞外信号，从而启动细胞的不同生物学效 应。
（３）自分泌（autocrine）：
细胞对自身分泌物产生反应，常见于病理 条件下。如：肿瘤细胞合成释放生长因子刺 激自身。
（4）化学突触传递神经信号：
神经细胞兴奋后，动作电位的传递，引起突 触前突起终末分泌化学信号，扩散至突触后细 胞，实现电信号和化学信号之间的转换。
2 通过细胞的直接接触（contactdependent signaling）：即细胞间接 触性依赖的通讯
（3）气体信号分子： 第一个发现的气体信号分子是NO，可以进入细胞直 接激活效应酶，参与体内众多的生理和病理过程。
2. 受体（receptor）
是一种能够识别和选择性结合某种配体的大分子, 通过和配体的结合，经信号转导作用，最终表现为生 物学效应。
▪ 受体的结构特点：
多为糖蛋白，至少包含配体结合区和效应区2个 功能区域，分别具有结合特异性和效应特异性。
▪ 特异性 ▪ 放大作用 ▪ 信号终止或下调特征 ▪ 整合作用
第二节
细胞内受体介导的信号传递
一、细胞内受体与基因表达
细胞内受体活化的机制：
激活前：受体和抑制性蛋白结合成复合物 激活后：如果甾类激素和受体结合，导致抑制
性蛋白从复合物上解离下来，使受体暴露出 DNA结合位点，激素－受体复合物与基因调 控区（激素应答元件，hormone response element, HRE）结合，影响基因的转录。
细胞间的信息通讯
. 第九章细胞间通讯与信号转导第一节细胞通讯一．信号转导：针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程。
二．细胞间联络的三种方式：（一）细胞间隙连接：是细胞间的直接通讯方式。
相邻细胞间存在着连接蛋白构成的管道结构——连接子。
生物学意义：相邻的可以共享小分子物质，因此可以快速和可逆的促进。
相邻细胞对外界信号的协同反应。
（二）膜表面分子接触通讯细胞质膜的外表面存在的蛋白质或糖蛋白、蛋白聚糖分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分子特异性的相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调。
这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯。
例如：T淋巴细胞和B淋巴细胞的相互作用。
黏附分子的相互作用。
黏附分子：细胞表面的整合蛋白、钙粘蛋白和免疫球蛋白超家族等分子都可以通过其蛋白质或糖链部分与另一细胞的同类或不同类分子相互识别并结合，使得两个细胞黏附在一起，因此将这些分子称为黏附分子。
（三）化学信号介导的通讯多细胞生物与邻近细胞或相对较远距离的细胞之间的信息交流主要是由细胞所分泌的化学物质，如蛋白质或小分子有机化合物所完成的。
这些分子称为化学信号。
他们作用于周围或距离较远的其他种类细胞（靶分子），调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。
是间接的细胞通讯，是细胞间的相互联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化学信号介质进行调控。
第二节细胞信号转导机制概述外源信号---受体---细胞内多种生物分子的浓度、活性、位置变化---细胞应答反应。
一．信号必须经由受体发挥作用二．信号转导分子负责信号在细胞内的传递和转换（一）第二信使：细胞的信号转导过程是由一个复杂的网络系统完成的。
这一网络系统的结构基础是一些关键的蛋白质分子和一些小分子活性物质，其中的蛋白质分子常被称为信号转导分子，小分子活性物质常被称为第二信使。
（二）蛋白激酶与蛋白磷酸酶是蛋白质活性的开关系统蛋白质的磷酸化修饰是体内蛋白质类物质活性快速调节的重要方式之一。
蛋白激酶（PK）催化A TP分子中的r-磷酸基团转移至蛋白质分子中的羟基的反应。
第八章-细胞信号转导
• 化学信号根据其溶解性分为: 亲脂性信号分子：分子小、疏水性强、可透膜与胞内受体结合。
如甾类激素、甲状腺素… 亲水性信号分子：分子较大、亲水性强、不能透膜、只能与胞 外受体结合。如神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数 激素… 气体性信号分子(NO)：可以透膜直接激活效应酶。
• 化学信号根据作用方式分为： 内分泌信号、旁分泌信号、突触信号、接触依赖性信号 P220
接触性依赖的通讯
细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。这种通讯方式 在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化具有重要作用。（胚胎诱导）
P218
细胞通讯方式
通过胞外信号介导的细胞通讯步骤
①信号分子的产生; ②运送信号分子至靶细胞; ③信号分子与靶细胞受体特异性结合,并激活 受体; ④活化受体启动胞内一种或多种信号转导途 径; ⑤引发细胞功能、代谢或发育的改变; ⑥信号的解除并导致细胞反应终止。
G-蛋白耦联的受体（G-protein-linked receptor）
酶连受体（enzyme-linked receptor） 受体的两个功能区域：配体结合区（结合特异性）
效应区（效应特异性）
P221
亲水性信号
胞 外 受 体
亲脂性信号
胞 内 受 体
胞外受体和胞内受体
三种类型的细胞表面受体
NO合酶 (NOS)
L-Arg+NADPH
NO+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。
P229
Guanylate cyclase
内源性 NO 由 NOS 催化合成后，扩散到邻近细胞，与鸟苷酸环化酶活 性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增加和cGMP 合成增 强。 cGMP作为第二信使介导蛋白质的磷酸化，引起生理生化反应。
细胞信号转导与细胞间通讯
细胞信号转导与细胞间通讯细胞是生命的基本单位，它们通过细胞间通讯和细胞信号转导来实现各种生物学功能。
细胞间通讯是指细胞之间通过分子信号传递信息的过程，而细胞信号转导则是指细胞内信号分子传递到细胞内的特定目标分子的过程。
这两个过程密不可分，相互作用，共同调控着生物体的生理和病理过程。
细胞间通讯可以通过多种方式实现。
其中一种常见的方式是通过细胞间的直接接触来进行通讯。
这种接触通讯主要通过细胞间连接蛋白质，如细胞间连接蛋白（connexin）和黏着蛋白（cadherin）等来实现。
这些蛋白质可以形成细胞间连接通道，使细胞间的信号分子能够直接传递。
例如，心肌细胞通过细胞间连接通道传递电信号，从而实现心脏的有序收缩。
除了细胞间的直接接触，细胞间通讯还可以通过细胞外分泌物质来实现。
这些分泌物质可以是蛋白质、激素、细胞外囊泡等。
它们通过扩散、受体介导的摄取或细胞外囊泡的融合等方式传递信息。
例如，免疫细胞可以释放细胞外囊泡，将抗原信息传递给其他免疫细胞，从而协调免疫应答。
细胞信号转导是细胞内信号分子传递到特定目标分子的过程。
这个过程涉及到多个信号分子、受体和信号转导通路的相互作用。
信号分子可以是激素、细胞因子、神经递质等，它们通过与细胞表面的受体结合，触发一系列的信号转导反应。
这些反应可以涉及到细胞内的酶活性调节、细胞骨架的改变、基因表达的调控等。
通过这些反应，细胞能够对外界环境的变化做出适应性的响应。
信号转导通路具有高度的复杂性和多样性。
一个信号转导通路通常包含多个分子组分，如受体、信号分子、酶、蛋白激酶等。
这些分子之间通过磷酸化、蛋白质结合等方式相互作用，形成信号转导的网络。
这个网络可以分为多个级联的步骤，每个步骤都是前一步骤的结果和后一步骤的起点。
通过这种级联的方式，细胞可以对信号进行放大、整合和调控。
细胞信号转导和细胞间通讯在生物体内发挥着重要的作用。
它们参与了多种生理和病理过程，如细胞增殖、分化、凋亡、免疫应答等。
细胞生物学[第八章细胞信号转导]课程预习
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第八章细胞信号转导一、概述(一)细胞通讯细胞通讯(cell communication)是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。
1．细胞通讯的方式(1)细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯。
这是多细胞生物包括动物和植物最普遍采用的通讯方式。
(2)细胞间接触性依赖的通讯(contact-dependent signaling)。
细胞间直接接触，通过与质膜组合的信号分子影响其他细胞。
(3)细胞问形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。
2．细胞分泌化学信号的作用方式(1)内分泌(endocrine)。
由内分泌细胞分泌信号分子(激素)到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用于靶细胞。
(2)旁分泌(paracrine)。
细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞。
(3)自分泌(autocrine)。
细胞对自身分泌的物质产生反应。
(4)通过化学突触传递神经信号(neuronal signaling)。
当神经元细胞在接受环境或其他神经细胞的刺激后，神经信号通过动作电位的形式沿轴突以高达100m／s的速度传至末梢，刺激突触前突起终末分泌化学信号(神经递质或神经肽)，快速扩散作用于突触后细胞，影响突触后膜，实现电信号一化学信号一电信号转换和传导。
细胞识别(cell recognition)是指细胞通过其表面受体与胞外信号物质分子(配体)选择性相互作用，从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。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个重要环节。
细胞信号通路(signaling pathway)：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，这是细胞信号系统的主线，这种反应系列称之为细胞信号通路。
(二)信号分子与受体1．信号分子细胞的信号分子(signal molecule)可根据其溶解性分为亲脂性和亲水性两类：(1)亲脂性信号分子主要代表是甾类激素和甲状腺素。
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信号分子运送至靶细胞 信号分子与靶细胞受体特异性结合并导致受体激活
活化受体启动细胞内一种或多种信号转导途径 引发细胞功能、代谢或发育的改变
信号解除并导致细胞反应终止
9
Peter Agre Roderick MacKinnon
Richard Axel，Linda B. Buck
Aaron Ciechanover，Avram
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
G-proteins： The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994；A. G. Gilman；M.Rodbell
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
细胞信号转导
Cellular Signal Transduction
新乡医学院三全学院 杨保胜 7375112 ybs@
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
胜 7375112 ybs@.2cn
Alfred Gilman，Martin Rodbell
Robert F. Furchgott，Louis J. Ignarro，Ferid Murad
Arvid Carlsson，Paul Greengard，Eric R. Kandel
Leland H. Hartwell R. Timothy Hunt Paul M. Nurse
signal transduction in the nervous system; The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2000; A. Carlsson; P.Greengard; E.R.Kandel
细胞信号转导概述
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
年度 重要发现
医学分子生物学
诺贝尔奖获Me得dic者al Molecular Biology
1923年 胰岛素
Frederick Grant Banting John James Richard Macleod
1936年 神经冲动的化学传递
Henry Hallett Dale Otto Loewi
1950年 肾上腺皮质激素
Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein
1970年 1971年
神经末梢的神经递质的合成、释 放及灭活
激素作用的第二信使机制
Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
NO signaling； The Nobel Prize in PhБайду номын сангаасsiology or Medicine 1998； R.F. Furchgott； L.J. Ignarro； F.Murad
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
Peptide signaling； The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999； Günter Blobel(控制细胞 运输和定位的内在信号蛋白)
细胞信号转导是通过多种分子相互作用的一 系列有序反应，将来自细胞外的信息传递到细胞 内各种效应分子的过程。
细胞通过分泌化学信 号进行细胞间通讯
细胞通讯可概 括为三种方式
细胞间接触依赖性通讯
间隙连接实现代谢偶 联或电偶联
8
细胞信号转导概述医 学 分 子 生 物 学 Medical Molecular Biology
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 1982年 前列腺素及相关的生物活性物质 Bengt I. Samuelsson
John R. Vane
1986年 生长因子
Stanley Cohen -
年度 1992年 1994年 1998年 2000年
2001年 2003 2004 2004
重要发现 蛋白质可逆磷酸化调节机制
G蛋白及其在信号转导中的作用 一氧化氮是心血管系统的信号分 子 神经系统有关信号转导
细胞周期的关键调节分子
细胞膜离子通道作用机制
嗅受体及其作用机制 泛素介导的蛋白质降解
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
诺贝尔奖获得者
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
细胞通讯(cell communication)是体内一部分细 胞发出信号，另一部分细胞（靶细胞，target cell） 接收信号并将其转变为细胞功能变化的过程。
信号转导(signal transduction)是指将细胞外信息 转化为细胞内信息，并引起细胞内某些代谢途径改 变，对环境变化作出应答的过程。