细胞生物学信号传递

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1、第八章细胞信号传递CELLCOMMUNICATION湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇一、细胞通讯二、信号转导系统及其特性第一节概述湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇一、细胞通讯（一）胞间通信的主要类型细胞间隙连接膜表面分子接触通讯化学通讯湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇1.细胞间隙连接两个相邻的细胞以连接子（connexon）相联系。连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道。允许小分子物质如Ca2+、cAMP通过，有助于相邻同型细胞对外界信号的协同反应，如可兴奋细胞的电耦联现象（电紧张突触）。湖南农业大学生物科

2、学技术学院陈智勇connexon湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇2.膜表面分子接触通讯即细胞识别（cellrecognition）。如：精子和卵子之间的识别，T与B淋巴细胞间的识别。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇3.化学通讯细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能，可分为4类。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇内分泌（endocrine）：内分泌激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。特点：①低浓度10-8-10-12M，②全身性，③长时效。旁分泌（paracrine）：信

3、号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括：①各类细胞因子（如表皮生长因子）；②气体信号分子（如：NO）。突触信号发放(synapic)：神经递质经突触作用于特定的靶细胞。自分泌（autocrine）：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇二、信号转导系统及其特性（一）细胞信号分子亲脂性信号分子：甾类激素、甲状腺素…亲水性信号分子：神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数激素…气体性信号分子：一氧化氮（NO）…湖南农业大学生物科学技术学

4、院陈智勇（二）受体（receptor）能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域。受体的特征：①特异性；②饱和性；③高度的亲和力。分为：细胞内受体（intracellularreceptor）、细胞表面受体（cellsurfacereceptor）。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇第一信使：细胞外信号分子。第二信使(Secondmassenger)：第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子。包括cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3

5、)、二酰基甘油(DG)等。功能:启动和协助细胞内信号的逐级放大。第二信使与分子开关湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇（三）蛋白激酶是一类磷酸转移酶，能将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。作用：通过磷酸化调节蛋白质的活性；通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞反应。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇第二节细胞内受体介导的信号传递一、细胞内核受体及其对基因表达得调节细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白。细胞内受体与抑制性蛋白（如Hsp90）结合形成复合物，处于非活化状态。配体

6、（如皮质醇）与受体结合，导致抑制性蛋白从复合物上解离下来，从而受体通过暴露它的DNA结合位点而被激活。受体结合的DNA序列是的转录增强子。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇NO的作用机理：乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。二.NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合湖南农业大学生物

7、科学技术学院陈智勇第三节G蛋白耦联受体介导的信号转导膜表面受体主要有三类：①离子通道型受体（ion-channel-linkedreceptor）；②G蛋白耦联型受体（G-protein-linkedreceptor）；③酶耦联的受体（enzyme-linkedreceptor）。湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇Cellsurfacereceptors湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇1.受体本身为离子通道，即配体门通道（ligand-gatedchannel）。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神

8、经递质。2.分为：阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体；阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受体。一、离子通道型受体湖南农业大学生物科学技术学院陈智勇G蛋白（trimericGTP-bindingregulatoryprotein）组成：αβγ三个亚基，α和γ亚基属于脂锚定蛋白。作用：分子开关，α亚基结合GDP处于关闭状态，结合GTP处于开启状态，α亚基具有GT