过程分子生物学(2 2012).ppt

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1、过程分子生物学523416基因表达的调控机制细胞通讯的分子机制免疫多样性的分子识别胚胎发育的基因表达谱肿瘤发生的分子机制基因组学与系统生物学细胞通讯的分子机制EBCDAFG细胞通讯的基本概念水溶性物质的跨膜运输-物理传送信号分子的跨膜传递-信号转导G蛋白信号转导途径JAK-STAT信号转导途径TNF信号转导途径TGF信号转导途径HPI3K信号转导途径I细胞分裂素信号转导途径J信使系统的偶联与启动2A细胞通讯的基本概念外界信号如何进入细胞，细胞又如何应答，这是分子生物学的一个基本命题，正在受到越来越多的重视。199

2、2年的诺贝尔生理学奖授予了蛋白质可逆磷酸化的奠基人；1994年则授予了GTP结合蛋白的发现者。响应环境并控制分子跨细胞质膜进出，是所有细胞的重要特征这一过程依靠定位于细胞质膜上的蛋白质。细胞质膜对水溶性的物质是不容渗透的，这些物质包括离子、无机物、多肽等。为了进入和影响细胞，亲水性的物质或者通过胞饮的方式进入细胞，或者与定位在细胞质膜上的蛋白质发生相互作用，以信号的方式进入细胞。2A细胞通讯的基本概念配体与受体、抗原与抗体，酶与底物是蛋白质之间特异性结合的三大系统。a配体与受体配体（Ligand）通常是指细胞外物

3、质，不管是无机分子还是多肽，它们的共同特征是通过细胞质膜上的蛋白组分，或以胞饮的方式进入细胞；或传递信号，故亦称为信号分子。受体（Receptor）是指细胞质膜上与配体特异性结合的靶蛋白分子，有些受体本身还具有酶的催化功能。2A细胞通讯的基本概念物理扩散：脂溶性信号分子（脂溶性激素如甾体激素），可通过简单的物理扩散作用穿透质膜进入细胞内，并在细胞内或核内与其靶蛋白结合，发挥功能，无需细胞膜专一性受体。b信号分子传递的基本形式物理传送：一部分的水溶性信号分子，通过与细胞膜上的特异性受体系统结合，将之物理传送至细胞内

4、。信号转导：大部分的水溶性信号分子，与细胞膜上的特异性受体结合，并触发细胞内的一系列响应过程。信号分子本身不进入细胞内，但在其与受体结合过程中产生的信号已进入胞内，并得以倍增，同时产生出新的信号分子，后者称为第二信使和第三信使。2B水溶性物质的跨膜运输-物理传送小分子糖类物质与细胞质膜上的特异性受体结合，导致受体蛋白的构象发生改变，变构的受体蛋白将糖翻入细胞内。然后，配体脱离后的受体又转换成原来的构象。这一过程属于主动运输，需要消耗能量。a翻转作用（糖）水溶性分子的主动运输糖分子糖分子翻转作用细胞膜细胞内细胞外细

5、胞膜细胞内细胞外2B水溶性物质的跨膜运输-物理传送当配体与受体结合后，胞内的包含素蛋白分子便结合在受体附近的胞膜内侧，胞膜在包含素的作用下形成微囊泡结构，将配体受体复合物包裹起来并运至靶部位膜（如核膜等）。b胞饮作用（受体介导的蛋白质胞饮）蛋白质分子的胞饮过程蛋白分子胞饮作用微囊泡包含素细胞膜细胞膜细胞膜2B水溶性物质的跨膜运输-物理传送受体直接构成离子通道c通道作用（离子通道）受体直接构成离子通道，而配体则控制离子通道的开启与关闭。刺激信号离子受体直接构成离子通道钠离子通道乙酰胆碱是一种神经信号分子，它参与肌肉

6、延伸收缩的调节作用。乙酰胆碱受体由五个亚基组成，形成配体控制的Na+通道。乙酰胆碱与受体结合后，受体a亚基构象改变，Na+迅速流入细胞内，导致细胞内外电压降减小在数微秒的时间内，肌肉细胞便会响应神经细胞的电压降脉冲，发生收缩运动。乙酰胆碱不存在时，通道关闭。每个亚基跨膜四次跨膜区内氨基酸的性质决定了通道的孔径及离子选择性。受体直接构成离子通道冷热离子通道冷离子通道TRPM8能在低温或薄荷醇等外界物理或化学因素的刺激下打开。该离子通道响应15℃-25℃的温度范围，允许Na+和Ca2+离子进入传感神经元细胞并使之去极

7、性化。口腔内的这种传感神经元将信号传递至大脑的三叉神经中枢（TG）；皮肤上的这种传感神经元则将信号传递至脊索的脊根神经中枢（DRG）。此外，最近还鉴定出三种热传感器：第一种称为TRPV1型胡椒粉（辣椒素）热传感器，其敏感温度为43℃以上；第二种称为TRPV2型热传感器，其敏感温度为52℃以上；第三种称为TRPV3型温热传感器，其敏感温度范围在25℃-43℃之间。受体直接构成离子通道冷热离子通道鼻孔唇窝睛中的视蛋白被光化学激活一样；但蝰蛇却是通过其唇窝内的组织辐射发热方式间接激活红外线热受体TRPA1通道的。响尾蛇

8、TRPA1在室温下呈无活状态，但在28.0±2.5℃以上时被强烈激活。灰鼠蛇的TRPA1也是热敏型的，但其激活温度有些偏高，为36.3±0.6℃。有趣的是，先前鉴定的脊椎动物（包括鱼类）的TRPA1同源物主蝰蛇能感应波段为750-1000nm的红外线并由此探测温血猎物。蛇的红外线检测由位于面部两侧眼睛与鼻孔之间的专门的颊鳞唇窝器官介导。就理论而言，红外线受体可以直接检测光