细胞信号转导与疾病1

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1、细胞信号转导异常与疾病第一节细胞信号转导系统概述第二节细胞信号转导异常的原因和环节第三节细胞信号转导异常与疾病第一节细胞信号转导系统概述细胞信号转导的概念细胞信号转导系统概述一、细胞信号转导的概念细胞通讯（cellcommunication）：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反应的过程。信号转导（signaltransduction）：指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞表面受体作用，通过影响细胞内信使水平的变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。细胞间隙连接：—电兴奋传递细胞通讯主要有三种方式膜表面分子接触通讯：—粘附分子细胞通讯主要有

2、三种方式化学通讯细胞通讯主要有三种方式有距离的细胞:内分泌；旁分泌；自分泌；突触信号传递(50nm)二、细胞信号转导系统概述细胞对信号的接受和转导细胞内信号转导的主要通路信号转导的终止信号转导蛋白活性的调节信号对靶蛋白的调节（一）细胞对信号的接受和转导细胞信号分子：生物细胞所接受的信号既可以是物理信号（光、热、电流），也可以是化学信号，但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。依产生和作用方式，细胞信号分子可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。受体：指能识别特定信号（配体）并引起生物学效应的蛋白质。细胞受体包括核受体和膜受

3、体。膜受体占受体的大多数，主要有：离子通道型受体G蛋白偶联受体（Gproteincoupledreceptor，GPCR）家族受体酪氨酸激酶（receptortyrosinekinase，RTK）家族细胞表面受体的三种类型烟碱样乙酰胆碱受体（骨骼肌细胞）（二）细胞内信号转导的主要通路受体接受的信号传到细胞内，可启动细胞内的信号转导通路。细胞转导通路是一系列信号分子和有序的酶促级联反应，它们像接力棒似的逐个传递并放大信号，最后传至效应器，产生一系列反应。腺苷酸环化酶信号转导通路磷脂酶C信号转导通路受体酪氨酸蛋白激酶通路非受体酪氨酸蛋白激酶通路核受体介导的信

4、号转导通路膜受体介导的信号转导通路举例——GPCR介导的信号转导通路为例Gs：刺激性G蛋白，激活腺苷酸环化酶（AC）途径Gi：抑制性G蛋白，抑制AC途径Gq：激活PLCβ（肌醇磷脂酶Cβ），三磷酸肌醇（IP3）、Ca2+-钙调蛋白激酶途径1.通过Gs，激活AC，并引发cAMP-PKA（蛋白激酶A）途径β肾上腺素能受体胰高血糖素受体激活Gs增加AC活性cAMPPKA使许多Pr特定Ser/Thr残基磷酸化，从而调节物质代谢和基因表达促进心肌钙转运心肌收缩性增强增加肝脏糖原分解进入核内PKA激活靶基因转录蛋白激酶A2.通过Gi，抑制AC活性，致cAMP水平降

5、低，导致与Gs相反的效应3.通过Gq蛋白，激活PLCβ，产生双信使DG和IP34.G蛋白-其他磷脂酶途径5.激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族成员的信号通路6.PI-3K-PKB通路7.离子通道途径（三）信号转导的终止细胞信号在产生、传递并导致细胞反应后，必须及时终止，否则会引起细胞信号转导的障碍并导致细胞功能紊乱。在信号转导过程中，多种信号转导分子被反复使用，所以信号转导分子在被激活后要迅速恢复原来的状态，以接受下一个信号。信号终止可发生在信号转导的各个环节第一信使的配体很快降解或被重吸收与配体结合的受体被内吞而失活与G蛋白结合的GTP被水解（交换）成

6、GDP而失活被蛋白激酶磷酸化而激活的信号转导蛋白，可在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸而失活生成的第二信使被降解（四）信号转导蛋白活性的调节通过配体调节通过G蛋白调节通过可逆磷酸化调节1，通过配体调节配体与受体结合可导致受体激活，这种激活或通过变构调节，或通过非共价健调节。三磷酸肌醇（IP3）能激活平滑肌和心肌内质网/肌浆网上作为Ca2+通道的IP3受体，使Ca2+通道开放，导致细胞内Ca2+浓度增高。2，通过G蛋白调节G蛋白分子开关3，通过可逆磷酸化调节丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族酶的激活机制都通过磷酸化的三级酶促级联反应（五）信号对靶蛋白的调节最重要的方式是

7、可逆性的磷酸化调节信号转导异常的原因信号转导异常的发生环节第二节细胞信号转导异常的原因和环节一、信号转导异常的原因（一）生物学因素通过Toll样受体介导在病原体感染和炎症反应中起重要作用干扰细胞内信号转导通路如霍乱弧菌引起的烈性肠道传染病霍乱弧菌产生分泌的外毒素（霍乱毒素），有选择性的催化Gsα亚基上的精氨酸201核糖化，使GTP酶活性丧失，不能将GTP水解成GDP，从而使Gsα处于不可逆激活状态,不断刺激腺苷酸环化酶（AC）生成cAMP,胞浆中的cAMP含量增加，导致小肠上皮细胞膜蛋白构型改变，大量氯离子和水分子持续转运入肠腔，引起严重腹泻和脱水。肠腔GsC

8、TACcA