2012信号转导-教学课件.ppt

细胞通讯与信号转导信号转导（signaltransduction）：细胞外信号分子与胞膜或胞内受体相互作用通过信号转换把细胞外信号转变为细胞内信号诱发细胞对外界信号作出相应的反应这一过程称为信号转导。受体（receptor）：是一种具有特定功能的蛋白质存在于细胞膜上或细胞核内它能接受外界信号并将这一信号转化为细胞内一系列生物化学反应对细胞的结构或功能产生影响。配体（ligand）：受体所接受的外界信号统称为配体包括激素、神经递质、化学介质、细胞因子、生长因子及其他细胞外信号等这些细胞外信号又可称为第一信使（firstmessenger）。第二信使（secondmessenger）：受体将外界信号分子所携带的信号转变为细胞内信号分子称为信号转导途径中的第二信使例如cAMP、cGMP、Ca2+等。胞内信号的转导途径最终转化为细胞的各种复杂的生物学效应。信号配体从溶解性来看又可分为脂溶性和水溶性两类。脂溶性信号分子如甾类激素和甲状腺素可直接穿膜进入靶细胞与胞内受体结合形成激素-受体复合物调节基因表达。水溶性信号分子如神经递质、细胞因子和水溶性激素不能穿过靶细胞膜只能与膜受体结合经信号转换机制通过胞内信使（如cAMP）或激活膜受体的激酶活性（如受体酪氨酸激酶）引起细胞的应答反应。所以这类信号分子又称为第一信使（primarymessenger）而cAMP这样的胞内信号分子被称为第二信使（secondarymessenger）。目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）Ca2+被称为第三信使是因为其释放有赖于第二信使。第二信使的作用是对胞外信号起转换和放大的作用。大多数脂溶性配体可以穿过细胞膜等膜性结构如甲状腺素、甾类激素和视黄醛等它们在合成之后在血液中由载体蛋白协助运输到达预定位置后与载体蛋白分离穿过膜性结构。Cellmustrespondappropriatelytoexternalstimulitosurvive.Cellsrespondtostimuliviacellsignaling第一节受体配体闸门离子通道（离子通道偶联受体）G蛋白偶联受体生长因子类受体（酶偶联受体）受体的类型神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象导致离子通道的开启或关闭改变质膜的离子通透性在瞬间将胞外化学信号转换为电信号继而改变突触后细胞的兴奋性。离子通道受体介导胞外化学信号转变为电信号G蛋白偶联型受体（Gprotein-linkedreceptor）G蛋白偶联受体是一个连续7次跨膜的蛋白。该受体氨基末端位于胞外羧基末端位于胞内跨膜部分为疏水结构由20-27个氨基酸残基组成。受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合胞内结构域与G蛋白耦联。通过与G蛋白耦联调节相关酶活性在细胞内产生第二信使从而将胞外信号跨膜传递到胞内。G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白酶偶联型受体（enzymelinkedreceptor）分为两类其一是本身具有激酶活性如肽类生长因子（EGFPDGFCSF等）受体；其二是本身没有酶活性但可以连接非受体酪氨酸激酶如细胞因子受体超家族。这类受体的共同点是：①通常为单次跨膜蛋白；②接受配体后发生二聚化而激活启动其下游信号转导。已知六类：①受体酪氨酸激酶、②酪氨酸激酶连接的受体、③受体酪氨酸磷脂酶、④受体丝氨酸/苏氨酸激酶⑤受体鸟苷酸环化酶、⑥组氨酸激酶连接的受体（与细菌的趋化性有关）。酪氨酸激酶酪氨酸激酶可分为三类：①受体酪氨酸激酶为单次跨膜蛋白在脊椎动物中已发现50余种；②胞质酪氨酸激酶如Src家族、Tec家族、ZAP70、家族、JAK家族等；③核内酪氨酸激酶如Abl和Wee。受体酪氨酸激酶（receptorproteintyrosinekinasesRPTKs）是单次跨膜蛋白其胞外区是结合配体结构域配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素包括胰岛素和多种生长因子。胞内段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位并具有自磷酸化位点。配体与受体结合导致受体二聚化二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基。配体（如EGF）在胞外与受体结合并引起构象变化导致受体二聚化（dimerization）形成同源或异源二聚体在二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶活性。这类受体主要有EGF、PDGF、FGF等相应的配体一般为干扰素和生长因子等。各类受体酪氨酸激酶（EGF：表皮生长因子；IGF：类胰岛素生长因子；NGF