细胞的信号转导 课件.ppt
,细胞的信号转导,主题 细胞的信号传导,小组成员以及分工：资料收集：袁美艳，赵浩然，伍思远资料整理：胡耀月，梁云秀PPT制作：张策PPT讲解：罗丹秀,第一节 细胞的化学信号分子及其受体,一、信号分子（一）信号分子1、概念2、作用特点： 特异性：一种信号作用一种或几种细胞 复杂性：同一信号对不同细胞产生不可效应。 如：乙酰胆碱（心肌细胞舒张，骨骼肌细胞收缩，分泌细胞分泌） 时间效应：反应快、效应短（神经递质）；反 应慢、效应久（激素）。,3、类型(根据溶解度) 亲脂性：甾醇类激素、甲状腺素 亲水性：神经递质、生长因子、 局部化学递质、大多数 肽类激素 。,（二）穿膜信号转导 信号分子与胞膜受体相互作用，通过信号转换把细胞外信号转变为细胞能“感知”的信号，诱发细胞对外界信号作出相应的反应。,第一信使：细胞外信号分子。第二信使(Second massenger) ：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)、二酰基甘油(DG)等。功能：启动和协助细胞内信号的逐级放大。,二、受体(receptor),概念：是一类能识别和 选择性结合某种 配体（信号分 子）的大分子。分布：细胞内受体 细胞膜受体,（二）细胞表面受体的类型（据作用方式的不同）,无活性催化结构域,活化的催化结构域,1、离子通道偶联受体2、G蛋白偶联受体,3、酶联受体,鸟嘌呤核苷酸结合蛋白,膜受体及介导的信号转导途径,第二节 G蛋白偶联受体信号转导途径,G蛋白偶联受体信号转导的几个要素 1.G蛋白偶联受体的结构,激素受体（R）的一般结构模式图，7次穿膜。膜外有信号分子结合位点，膜内有与G-蛋白相作用的位点,2.三聚体GTP结合调节蛋白（G蛋白） 信号转换器或分子开关,无活性的G蛋白,有活性的G蛋白,吉尔曼(Alfred G. Gilman) 美国,罗德贝尔(Martin Rodbell) 美国,1994年诺贝尔生理学或医学奖,发现G-蛋白及其在细胞内信号传导中的作用,（一）cAMP信号通路（二）cGMP信号通路（三）磷脂酰肌醇信号通路,与G蛋白相关的信号通路,（一）、cAMP信号通路1、细胞膜上的cAMP信号通路组分,G-蛋白活化后与环腺苷酸环化酶（AC）结合并将其激活，ATP cAMP（第二信使）,第二信使,AC,cAMP信号通路组成,蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成。cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。,Fig. cAMP信号通路对基因转录的激活,信号分子与受体结合通过G蛋白活化腺苷酸环化酶，导致细胞内cAMP浓度增高激活蛋白激酶A，被活化的蛋白激酶A（催化亚基）转为进入细胞核，使基因调控蛋白（cAMP应答结合蛋白，CREB）磷酸化，磷酸化的基因调控蛋白与靶基因调控序列结合，增强靶基因的表达。,不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同：在肌肉细胞，1秒钟内可启动糖原降解为葡萄糖-1-磷酸，而抑制糖原合成。在某些分泌细胞，需要几个小时， 激活的PKA 进入细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。,小 结cAMP信号通路组成： 第一信使 G蛋白偶联受体 G蛋白 AC cAMP （第二信使）PKA胞内效应,（二）cGMP信号途径,cGMP为广泛存在于动物细胞中的胞内信使。与cAMP的形成相似，它是由GTP水解而形成。但cGMP在细胞中的含量很低。仅为cAMP的1/1001/10。 GTP cGMP cGMP可被细胞中的磷酸二酯酶水解，所以GC（鸟苷酸环化酶）和磷酸二酯酶可双重调节细胞中cGMP的含量。,GC,GC的类型：1、结合型GC 主要存在于细胞膜上；在核膜、内质网、高尔基复合体、线粒体等膜性结构中也有分布。2、可溶性GC （需NO活化） 主要出现在脑、肝、肺等组织中。 二者均通过激活PKG（cGMP dependent protein kinase G）使相应蛋白磷酸化，进而引起细胞效应。,（三）磷脂酰肌醇信号通路,磷脂酰肌醇途径,磷脂酶,PLC,Gq,1、IP3 的作用：,钙调蛋白(calmodulin , CaM)为钙结合蛋白，由一条肽链组成，有四个Ca2+结合位点。与Ca2+结合后可激活CaM激酶，再磷酸化多种功能蛋白质的丝、苏氨基酸残基。,Ca2+钙调蛋白的形成与作用,CaM,CaM与靶蛋白结合,2、PKC（由DG激活）的生理功能：,调节代谢活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝 、苏氨酸残基磷酸化。靶蛋白包括： 质膜受体、膜蛋白和多种酶。调节基因表达PKC 对基因的活化分为早期反应和晚期反应。,PKC 对基因的早期活化和晚期活化,受体 G蛋白,AC或GC,PLC,cAMP或cGMP,PKA或PKG,靶蛋白磷酸化,靶基因转录,PIP2,IP3,DAG,Ca2+释放,PKC,靶蛋白磷酸化,G蛋白介导的信号转导途径,第三 酶联受体信号转导途径,二、酪氨酸激酶受体与Ras蛋白丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号途径相关因子：信号分子：生长因子Ras蛋白：ras基因产物，190个氨基酸组成，为1 个亚单位的GTP结合蛋白。Ras类似于G 蛋白的亚基，起分子开关的作用。衔接蛋白：具SH2、SH3识别结构域Ras激活蛋白：只有SH3识别结构域,总结：一、细胞信号途径的4个步骤,第一步：受体特异性识别胞外信号第二步：跨膜信号转导第三步：信号放大，产生生物学效应第四步：反馈终止或降低细胞反应,二、信号转导系统的基本特征,特异性放大作用信号终止或下调细胞对信号的整合作用,
