细胞生物学第6章 细胞信号转导 3版

?受体激活引起的细胞反应
?细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞功能 和代谢。
?影响细胞内特殊蛋白的表达量，通过转录因子的修饰激 活或抑制基因的表达。
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 ●信号转导系统的特体所识别 ? 胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号
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。
? 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 。
ATP
蛋白质
ADP
蛋白激酶 蛋白磷酸酶
蛋白质-P
ATP
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
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) ?信号转导：受体的激活（activation） ：级联反应
受体失敏（desensitization）：关闭反应 减量调节（down-regulation）：降低反应
?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，
第六章 细胞信号转导
●细胞信号转导概述 ●细胞内受体介导的信号转导 ●G蛋白偶联受体介导的信号转导 ●酶连受体介导的信号转导 ●信号的整合与控制
第一节 细胞信号转导的概述
●细胞通讯 ●信号转导系统及其特性
一、细胞通讯 cell communication
● 细胞通讯的概念 ● 细胞通讯的方式 ● 信号分子 ● 受体 ● 第二信使 ● 分子开关
cGMP- 门控阳离子通道的关闭
离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递
? 信号途径
? 特点：
?受体/离子通道复合体，四次 /六次跨膜蛋白。 ? 跨膜信号转导无需中间步骤。 ? 主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触
激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族）。
?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大家族： ?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 ）
●受体的概念 ●受体的类型 ●受体的结构域 ●受体的功能 ●受体与配体的关系
（五）第二信使（second messenger ）
●第二信使 cAMP 的发现 ●第二信使学说（ second messenger theory ） ●第二信使的类型
（六）分子开关（molecular switches）
?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
?间隙连接或胞间连丝实现代谢偶联 或电偶联
（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 ）
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 。
细胞信号传导蛋白构象的改变是由 分子开关 完 成的。
1.靶蛋白磷酸化和蛋白去磷酸化
?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
二、NO作为气体信号分子进入靶细胞 直接与酶结合
?机体内一氧化氮产生的部位:血管内皮细胞和神经细胞 ? 一氧化氮释放调节作用机制 :导致酶活性的增强和cGMP合成 增多，cGMP作为新的信使分子介导蛋白质的磷酸化等过程， 发挥多种生物学作用。 ?一氧化氮产生的生物学作用 （1）硝酸甘油治疗心绞痛，一氧化氮介导的信号通路，舒
（一）细胞通讯的概念
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）细胞通讯的方式
?细胞通过分泌化学信号进行通讯
?内分泌（ endocrine ） ?旁分泌（ paracrine ） ?自分泌（ autocrine ） ?化学突触（ chemical synapse ）传递神经信号
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 ? 信使蛋白 ? 接头蛋白 ? 放大和转导蛋白 ? 传导蛋白 ? 分歧蛋白 ? 整合蛋白 ? 潜在基因调控蛋白
细胞内信号蛋白的相互作用
信号转导系统的特性
张血管。 （2）在参与大脑的学习记忆生理过程中具有重要的作用。 （3）在生理状态下，对脑血流的调节具有十分重要的作用。
第三节 G蛋白偶联受体介导的 信号转导
●G蛋白偶联受体 ●G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路
G蛋白偶联受体介导离子通道的调控
?离子通道偶联受体及其信号转导 ?G蛋白偶联受体介导的离子通道及其调控 ?Gt 蛋白偶联的光受体的活化诱导