《细胞信息转导》课件

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1、Chapter15CellularSignalTransduction第十五章细胞信息转导对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组织细胞之间得功能活动，需要对各组织细胞的物质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组成的信息传递链来完成的。细胞信息传递方式①通过相邻细胞的直接接触；②通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能。具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质。跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与

2、靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应第一节信息物质Section1SignalMolecules凡是由细胞分泌的、能够调节特定靶细胞生理活动的化学物质都称为细胞间信息物质(extracellularsignalmolecules），或称为第一信使（firstmessenger）。一、细胞间信息物质①类固醇衍生物：如肾上腺皮质激素、性激素等；②氨基酸衍生物：如甲状腺激素，儿茶酚胺类激素；③多肽及蛋白质：如生长因子、细胞因子、胰岛素、下丘脑激素、垂体激素、甲状旁腺素、胃肠激素等；④脂类衍生物：如前列腺素。⑤气体分子

3、：如NO，CO等。细胞间信息物质可按照其化学本质的不同分为五类：根据细胞分泌和传递信息物质方式的不同，又可将细胞间信息物质分为：神经递质；内分泌激素；局部化学介质；气体信号。1．神经递质：由神经元突触前膜释放的信息物质，可作用于突触后膜上的受体，传递神经冲动信号。如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等。激素（hormone）是由特殊分化细胞合成并分泌的一类生理活性物质，这些物质通过体液进行转运，作用于特定的靶细胞，调节细胞的物质代谢或生理活动。在体内，有些能够分泌激素的特殊分化细胞集中在一起构成内分泌腺；有些细胞则分散存在；有些细胞兼具其他功能。2．内分泌激素：激素

4、被分泌后，可以三种不同的方式作用于靶细胞：①内分泌（endocrine）：激素分泌后作用较远的靶细胞，其传递介质为血液。②旁分泌（paracrine）：激素分泌释放后作用于邻近的靶细胞，其传递介质为细胞间液。③自分泌（autocrine）：激素分泌释放后仍作用于自身细胞，其传递介质为胞液。激素的作用方式局部化学介质又称为旁分泌信号，指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞，调节细胞的生理功能。体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸（AA）、生长因子等。3．局部化学介质：4.气体信号：NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸的胍基而产生NO；血红素单

5、加氧酶氧化血红素产生CO。二、细胞内信息物质在细胞内传递特定调控信号的化学物质称为细胞内信息物质（intracellularsignalmolecules）。细胞内信息物质主要包括：第二信使、第三信使、信号转导蛋白或酶等。1．第二信使：在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二信使（secondarymessenger）。第二信使主要包括：环核苷酸类：如cAMP和cGMP；脂类衍生物：如甘油二酯（DAG）；神经酰胺，花生四烯酸；无机物：如Ca2+、NO；糖类衍生物：1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）。细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质或酶分子，常与其他

6、蛋白质或酶构成复合体以传递信息。主要包括：G蛋白及其调节蛋白，如GEF、GAP等；信号连接蛋白，如SOS，GRB2等；具有酪氨酸激酶活性的胰岛素受体底物-1/2（IRS1/2）；各种蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶等。2．信号转导蛋白或酶：3.第三信使：负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信使（thirdmessenger），又称为DNA结合蛋白。第三信使是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早基因（immediate-earlygene）的编码蛋白质。细胞间信息物质影响细胞功能的途径第二节受体Section2Receptors受体（rec

7、eptor）是指存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别与结合生物活性分子（配体），进而引起靶细胞生物学效应的分子。绝大部分受体为蛋白质，少数为糖脂。能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体（ligand）。受体的生物学功能有三个方面：识别与结合；信号转导；产生相应的生物学效应。一、受体的分类、结构与功能（一）膜受体这类受体是细胞膜上的结构成分，一般是糖蛋白、脂蛋白或糖脂蛋白。多肽及蛋白质类激素、儿茶酚胺类激素、前列腺素以及细胞因子通过这类受体进行跨膜信号传递。当配体与受体结合后，往往引起细胞膜结构和功能的改变，导致细胞内某种化学物质的浓度改变，由此触发一系

8、列的化学和生理变化。根据受体的分子结构可将膜受体分为：即配体依赖性离子通道，主要