细胞的信号转导医学细胞生物学第

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1、Chap4.细胞的信号转导CellSignalTransduction概述膜表面受体介导的信号转导细胞内受体介导的信号转导信号转导的特点信号转导与医学细胞的信号转导（signaltransduction）第一节、概述生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存；另一方面核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。细胞通讯（cellcommunication）：细胞发出

2、的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。细胞识别（cellrecognition）：通过细胞表面的信息分子相互作用进行的细胞间辨别，以及细胞与基质分子的识别过程。信号转导（signaltransduction）：指外界信号作用于细胞受体，通过一种或多种信号通路将胞外信号转为胞内信号，导致细胞应答反应的过程。一、细胞通讯GenetranscriptionCellproliferationCellsurvivalCelldeathCelldifferentiationCellfunctionCellmotilityImmunerespons

3、es细胞通讯的意义细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡等是必须的。细胞通讯的主要方式细胞间隙连接膜表面分子接触通讯化学通讯化学通讯：细胞分泌一些化学物质（如激素），作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。4种类型：内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触二、细胞的信号分子信号分子（配体ligand）：能与细胞内受体或膜受体结合并产生特定生物学效应的化学物质。特点：①特异性；②高效性；③可被灭活。分子种类：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。从产生和作用方式来看

4、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；从信号分子性质分为：脂溶性、水溶性、气体分子三类。脂溶性信号分子可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。水溶性信号分子不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号转导，所以这类信号分子又称为第一信使（primarymessenger）。第二信使（secondarymessenger）指细胞信号转导过程中的次级信号，是由胞外刺激信号（第一信使）与受体作用后在胞内最早产生的信号分子。主要有：cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+。第二信使的作用：信

5、号转换、信号放大。三、受体（receptor）存在于质膜或细胞内的能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，大多是蛋白质。受体的作用：识别外源信息分子（配体）；信号转换。受体的特征：特异性；可饱和性；高亲和力；可逆性。完整的受体至少包括识别部和效应部，大多是分开而独立存在但保持密切的功能联系。受体的激动剂与阻断剂分为：细胞内受体（intracellularreceptor）；细胞表面受体（cellsurfacereceptor）。细胞表面受体和细胞内受体除了受体和信号分子外，2类蛋白在信号转导中起分子开关（molecularswitc

6、h）的作用：鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）；蛋白激酶和蛋白磷酸酶第二节、膜表面受体介导的信号转导离子通道型受体（ion-channel-linkedreceptor）G蛋白耦联受体（G-protein-coupledreceptor）酶耦联受体（enzyme-coupledreceptor）受体本身为配体门控通道（ligand-gatedchannel）。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。化学信号与特异受体的结合改变受体的构像，导致离子通道的开放或关闭，膜对特定离子的通透性改变，胞外化学信号转变为电信号。该受体介导的信号转导无需中

7、间步骤；受体与配体的结合及运输离子的选择具有特异性。一、离子通道型受体二、G蛋白耦联受体介导的信号转导受体与相应配体结合后自身构象改变，并导致G蛋白活性的改变，通过调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将配体信号传到细胞内。已发现1000多种G蛋白耦连的受体，共同特征：7次跨膜蛋白；N段朝向胞外，有糖基化位点，C段朝向胞内；胞外结构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联。1.G蛋白耦连受体（GPCR）即鸟苷酸结合蛋白（GTP-bindingprotein），是任何可与鸟苷酸结合的蛋白质的总称。2.G蛋白G蛋白特点：αβγ三个亚基构成的异三聚体

8、，α亚基决定反应的特异性，β和γ亚基一般起调节作用；具有结合GTP（活性构象）或GDP（非活性构象）的能力，并具有GTPase活性；位于