细胞生物学-细胞信号转导与信号传递系统

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1、第十三章细胞信号转导与信号传递系统信号细胞(signalingcell)：能产生信号分子的细胞.靶细胞(targetcell)：受到信号分子的作用发生反应的细胞.信号转导(signaltransduction)：靶细胞依靠受体识别专一的细胞外信号分子，并把细胞外信号转变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。细胞内的信号分子经连锁级联反应，进行细胞内信号传递，引起细胞发生反应。靶细胞的受体蛋白多种多样:存在于质膜上，识别的分子是亲水性的；存在于胞质溶质中，识别的分子是疏水性的。受体蛋白分别与不同的信号分子发生结合各具有专一性。第一节信号细胞与靶细胞一、信号分子与信号细胞信号细胞通过外排分

2、泌和穿膜扩散释放出信号分子。有的信号分子可对远距离的靶细胞发生作用；有的信号分子在释放后仍结合在信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞，甚至信号细胞本身。信号分子分类：1、旁分泌信号：信号分子扩散不太远，只能影响周围近邻细胞2、突触信号：神经末梢与神经元或肌肉细胞之间的连接称突触，神经末梢分泌神经递质，作用于突触后靶细胞，传递信号。3、内分泌信号：内分泌细胞分泌的信号分子称为激素，可远距离传播，散布全身。4、自分泌信号：细胞分泌的信号分子只作用于同种细胞，甚至同自身的受体结合引起反应，分泌信号分子的细胞既是信号细胞，也是靶细胞。二、靶细胞（一）靶细胞反应的特征1、专一性地识别信号细胞按发育

3、编程，在不同的分化阶段分别对专一的信号分子识别。2、反应的差异性一种信号分子对不同的靶细胞常有不同的效应。这是由于1）细胞表面受体组合不同，2）细胞内的装置对接收的信息在细胞内进行不同的整合和译解。（二）靶细胞中的受体种类1、细胞内受体：存在于细胞质基质或核中，如脂溶性信号分子的受体。（类固醇、维生素D）2、细胞表面受体：为跨膜整合蛋白，亲水性信号分子的受体。（神经递质、蛋白质激素、蛋白质生长因子）细胞表面受体和细胞内受体亲水性细胞表面受体根据传导机制不同分三类：（1）离子通道关联受体受体是多次穿膜的蛋白质，与电兴奋细胞之间突触信号快速传递有关。受体与神经递质结合后构象发生改变，通道瞬时

4、打开或关闭，改变了质膜的离子透性，使突触后细胞发生兴奋。（2）G蛋白关联受体可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性，靶蛋白是酶或离子通道。受体与靶蛋白之间有第三种蛋白质：G蛋白—三体GTP结合调节蛋白。（3）酶关联受体受体多是一次穿膜的蛋白质，自身具酶的性质，或与酶结合在一起。多为蛋白激酶或与蛋白激酶结合在一起。被激活后，可使靶细胞中专一的一组蛋白质发生磷酸化。G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白第二节 细胞内信号传递的基本原理一、细胞内信号传递的级联反应信号传递级联反应的概念：p3821、构成信号传递级联反应链的蛋白种类：（1）可被蛋白激酶磷酸化的蛋白；（2）在信号诱导下同GTP结合的蛋白2、

5、参与磷酸化级联反应的蛋白激酶的种类：（1）丝氨酸/苏氨酸激酶；（2）酪氨酸激酶蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将ATP的γ磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化。蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面：其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性，磷酸化和去磷酸化是绝大多数信号通路组分可逆激活的共同机制，有些蛋白质在磷酸化后具有活性，有些则在去磷酸化后具有活性；其二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞反应。二、细胞对细胞外的信号有不同的反应速率1、快速反应：通过磷酸化级联反应链进行，不涉及基因表达。2、慢速反应：涉及基因表达的调节。激素—受体—G蛋白—AC(adenyl

6、atecyclase,AC)—cAMP—蛋白激酶A—基因调节蛋白—基因表达。第三节G蛋白关联受体与G蛋白一、G蛋白的结构和活性变化1、G蛋白的结构αβγ三个亚基组成，不受刺激无活性。配体+受体受体激活G蛋白+受体G蛋白激活G蛋白α+GTP2、GTP和GDP对G蛋白活性的影响结合GTP时处于活性状态，结合GDP时处于失活状态。激活，α亚基与βγ复合物分离，沿质膜内表面散开，分别与各自靶蛋白结合。3、G蛋白激活靶蛋白的作用机制：G蛋白α亚基具有GTP酶活性，α亚基与其靶蛋白相互作用后，几秒钟后把GTP水解成了GDP，α亚基便与βγ复合物重新结合成无活性的G蛋白。4、信号转导中G蛋白活性变化过

7、程：（1）受体激活；（2）G蛋白激活；（3）G蛋白复原失活。5、刺激性G蛋白和抑制性G蛋白（Gs和Gi）G蛋白激活后有激活酶蛋白的能力——刺激性G蛋白；活化后对腺苷酸环化酶有抑制作用的G蛋白——抑制性G蛋白。二者α亚基不同。二、G蛋白在信号转导中的功能（一）调节离子通道，如钾离子通道乙酰胆碱+G蛋白关联受体G蛋白分解成α亚基、βγ复合物βγ复合物+K+通道蛋白K+进入细胞α亚基（GDP）与βγ复合物重新结合成无活性的G蛋白（二）激活