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时间:2020-08-12
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1、第二节信号分子与受体一、信号分子*概念:存在于生物体内部或外部,具有调节细胞生命活动功能的化学物质。*分类:细胞外信号分子和细胞内信号分子(一)细胞外信号分子概念:指由特定细胞释放的对靶细胞有调节作用的各种信号物质。 1.激素――又称“内分泌信号”⑴合成场所:由特殊分化的内分泌细胞合成、分泌⑵作用途径:通过血循环到达靶细胞,经过受体发挥特异调节作用⑶作用特点:大多数对靶细胞的作用时间较长⑷分类&按化学本质分①蛋白质激素:胰岛素、生长激素②肽类激素:胰高血糖素、促乳素③氨基酸衍生物激素:肾上腺素、甲状腺素④类固醇激素:雌激素
2、、雄激素、醛固酮&按激素作用受体分①细胞内受体激素:甲状腺素、类固醇激素②细胞膜受体激素2.局部化学介质――又称“旁分泌信号”⑴体内某些细胞能分泌一种或数种化学介质,如生长因子、细胞生长抑素、一氧化氮和前列腺素等。⑵作用途径:不进入血循环,而是通过扩散作用到达附近的靶细胞,通过与细胞膜受体结合而引起细胞的应答反应⑶作用特点:除生长因子外,他们的作用时间较短3.神经递质――又称“突触分泌信号”⑴由神经元突触前膜释放,如乙酰胆碱和去甲肾上腺素等,⑵作用特点:作用时间较短。述:一些细胞间信息物质能对同种细胞或分泌细胞自身起调节作
3、用,称为自分泌信号,如一些癌蛋白。而有些细胞间信息物质可在不同的个体间传递信息,如昆虫的性激素。(二)细胞内信号分子1.概念:在细胞内传递细胞调控信号的化学物质2.化学本质:细胞内信息物质的组成具多样化,包括以下几种无机离子,如Ca2+;脂类衍生物,如二脂酰甘油(DAG)、N-脂酰鞘氨醇(Cer);糖类衍生物,如三磷酸肌醇(IP3);核苷酸,如cAMP、cGMP;信号蛋白分子,多数为癌基因的产物,如Ras和底物酶。述:底物酶主要为酪氨酸或丝/苏氨酸蛋白激酶,但它们本身又是其他酶的底物,如JAK、Raf等。通常将Ca2+、、
4、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。述: 细胞内信息物质在传递信号时绝大部分通过酶促级联反应方式进行。它们最终通过改变细胞内有关酶的活性、开启或关闭细胞膜离子通道及细胞核内基因的转录,达到调节细胞代谢和控制细胞生长、繁殖和分化的作用。所有信息物质在完成信息传递后,必须立即灭活。通常细胞通过酶促降解、代谢转化或细胞摄取等方式灭活信息物质二、信号转导受体1.概念:靶细胞膜上或细胞内能被一些生物活性物质所识别,并与之结合产生生物效应的物质。2.化学本质:多数蛋白质,个别是糖
5、脂。3.配体(ligand):能与受体呈特异性结合的生物活性分子述:细胞间信息物质就是一类最常见的配体。除此以外,某些药物、维生素和毒物也可作为配体而发挥生物学作用。 受体在细胞信息传递过程中起着极为重要的作用。其中,位于细胞浆和细胞核中的受体称为胞内受体,它们全部为DNA结合蛋白。存在于细胞质膜上的受体则称为膜受体,它们绝大部分是镶嵌糖蛋白。(一)膜受体述:受体分布于细胞膜,主要配体为亲水性信号分子(如多肽激素),少部分为脂溶性信号分子。1.G蛋白偶联型受体⑴G蛋白:一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白
6、。⑵组成:G蛋白由三亚基组成:α亚基(45kD)、β亚基(35kD)和γ亚基(7kD)。⑶两种构象①非活化型:以αβγ三聚体存在并与GDP结合的构象②活化型:α亚基与GTP结合并导致βγ二聚体脱落的构象⑷结构:七个跨膜α螺旋受体,又称蛇型受体。它们全部是只含一条肽链的糖蛋白,其N端在细胞外侧,C端在细胞内,中段形成七个跨膜螺旋结构和三个细胞外环与三个细胞内环。这类受体的特点是其胞浆面第三个环较大,具亲水性,能与G蛋白相偶联,从而影响腺苷酸环化酶(AC)或磷脂酶C等的活性,使细胞内产生第二信使。这类受体的信息传递可归纳为:激
7、素→受体→G蛋白→酶→第二信使→蛋白激酶→酶或功能蛋白→生物学效应。该受体分布极广,主要参与细胞物质代谢调节和基因转录调控。 G蛋白有许多种。常见的有可激活的AC的激动型G蛋白(Gs)和抑制型G蛋白(Gi)。不同的G蛋白能特异地将受体和与之适应地效应酶偶联起来。各种G蛋白的α亚基均有一个霍乱毒素或百日咳毒素进行ADP核糖基化的修饰部位。这两种细菌毒素能改变G蛋白的功能,霍乱毒素能激活GS而激活AC;百日咳毒素则能激活Gi而抑制AC。2.单个跨膜α-螺旋受体⑴化学本质:糖蛋白⑵特点:只有一个跨膜螺旋结构⑶组成:细胞外配体结
8、合区、跨膜区、细胞内功能区和调节区⑷类型:主要有酪氨激酶受体型和非酪氨酸蛋白激酶受体型述:前者为催化型受体(如胰岛素受体和表皮生长因子受体等),它们与配体结合后即有酪氨酸蛋白激酶活性,既可导致受体自身磷酸化,又可催化底物蛋白的特定酪氨酸残基磷酸化;后者(如生长激素受体、干扰素受体)与配体结合后,受体本身
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