细胞信号转导综述

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1、细胞信号转导及与相关疾病摘要：多细胞生物体中的每一个细胞都在一定的条件下执行各自的功能，而这些功能大多具有某种关联，为了使细胞的各种功能活动能够有序的完成，则完善的细胞间的信号传导是必不可少的。关键词：信号转导，受体一．信号转导的概念：细胞外的信号物质（激素，递质和细胞因子等）作用于细胞表面或细胞内受体，将细胞外信号分子所携带的信号转到细胞内的过程。信号分子作用于细胞时，不进入细胞，也不影响细胞内的过程，而是作用于细胞（核）膜的特殊蛋白分子（受体），将外界环境变化信息以新的信号形式（第二信使）传到细胞内，再引发一系列反应，调控细胞功能活动。二．与信号转导作用有关物质的概

2、念与性质（1）配体：与受体发生特异性结合的活性物质。如：A.体外刺激信号(物理性：光、声、电、温度;化学性：空气、环境中的各种化学物质)B.体内刺激信号(激素、神经递质、细胞因子、生长因子、气体分子（NO、CO、H2S）等)(2)受体：存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子，具有特异性，饱和性，高亲和力等特征，在细胞内放大，传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。1）G蛋白藕联受体：G蛋白的结合部位在胞浆侧，与配体结合后激活G蛋白，其本身不具备通道结构，也无酶活性，是通过与脂质双层中以及膜内侧存在的包括G蛋白等一系列信号蛋白分子之间级联式的复杂的相互作用来

3、完成信号跨膜转导的（也称促代谢型受体）2）酶耦联受体：与G蛋白耦联受体完全不同的分子结构和特性，这一跨膜信号转导过程不需要G蛋白的参与，也没有第二信使的产生。酶耦联受体分子的胞质一侧自身具有酶的活性，或者可直接结合并激活胞质中的酶，并由此实现细胞外信号对细胞功能的调节。分为酪氨酸蛋白激酶受体，受体丝氨酸/苏氨酸激酶，受体酪氨酸磷酸酯酶，受体鸟甘酸环化酶，酪氨酸蛋白激酶结合型受体。酪氨酸蛋白激酶受体（RTK）是细胞表面一大类重要的受体家族。RTK即是受体又是酶，能够与配体结合，并把靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，其对应的配体为可溶性的或膜结合的多肽和蛋白类激素，包括胰岛素和各种

4、生长因子。RTK的主要功能是控制细胞生长、分化而不是调控细胞的中间代谢；酪氨酸蛋白激酶联系的受体本身不具有酶活性，但是可以结合非受体酪氨酸蛋白激酶。受体与配体结合以后通过与之联系的非受体酪氨酸蛋白激酶的活化，磷酸化各种靶细胞的酪氨酸残基，实现信号传导；鸟苷酸环化酶是一次性跨膜蛋白受体，胞外段是配体结合部分，胞内段为鸟苷酸环化酶催化结构域。受体的配体是心房肌肉细胞分泌的一组肽类激素，心房排钠肽和脑排钠肽。特点：受体本身就是鸟苷酸环化酶，其细胞外的部分有与信号分子结合的位点，细胞内的部分有一个鸟苷酸环化酶的催化结构域，可催化GTP生成cCMP。3）离子通道型受体：是一种同时

5、具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道，他们接受的化学信号绝大多数是神经递质，激活后可引起离子的跨膜流动。分为化学门控通道，电压门控通道，机械门控通道。（3）G蛋白：由α、β、γ三个亚单位组成，其中α亚单位起催化作用，有鸟苷酸结合位点和GTP酶活性。（4）G蛋白效应器：催化或分解第二信使的酶和离子通道，分为①膜上的酶：腺苷酸环化酶（AC）磷脂酶C（PLC）,磷脂酶A2（PLA2），磷酸二酯酶（PDE）②调控离子通道：直接/间接（通过第二信使）（5）第二信使：是指第一信使（激素、递质、细胞因子等）作用于细胞膜以后产生的细胞内信号分子。较重要的第二信使有：环-

6、磷酸腺苷（cAMP），环-磷酸鸟苷（cGMP），三磷酸肌醇（IP3），二酰甘油（DG），Ca2+，其中钙离子即是电流的载荷体，又可起信号分子的作用。（6）G蛋白的激活：G蛋白耦联受体构象改变→与G蛋白的α亚单位结合，G蛋白被激活→α亚单位对GDP亲和力下降，GDP与其分离；对GTP的亲和力增加，GTP与其结合→后者诱发G蛋白构象改变→α亚单位与受体分离；与β、γ亚单位分离→形成β、γ亚单位复合体和α亚单位GTP复合体→后者激活G蛋白效应器，并显示GTP酶活性→把GTP水解为GDP→α亚单位再次与GDP结合，与效应器分离→α亚单位重新与β、γ亚单位结合→成为非活性三聚体G

7、蛋白。（7）蛋白激酶：能催化蛋白质磷酸化的酶系统，与磷酸酶作用相反。种类：丝/苏氨酸蛋白激酶（占绝大多数），酪氨酸蛋白激酶（少数），依赖cAMP的蛋白激酶又称蛋白激酶A（PKA），依赖Ca2+的蛋白激酶又称蛋白激酶C（PKC）。（8）蛋白质磷酸化的作用：①使酶活性改变→代谢改变②通道开放→膜电位改变→兴奋性改变③收缩蛋白收缩或舒张④转录因子活性改变。三．信号信号转导具体过程A．离子通道介导的信号转导（1）化学门控通道：离子跨膜转运，并实现化学信号跨膜转导。如：Ach与终板膜上Ach受体结合→受体构象变化和通道开放→钠离子与钙离子经通道跨膜