细胞信号转导PPT演示课件
101页1、第9章细胞信号转导 翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学 第4版 1 本章主要内容 细胞信号转导概述细胞内受体介导的信号传递细胞表面受体介导的信号传递G蛋白偶联受体介导的信号转导酶联受体介导的信号转导其它细胞表面受体介导的信号通路细胞信号转导的整合与控制 2 单细胞生物 直接作出反应 多细胞生物 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 外界环境变化时 3 信号转导影响细胞结构和功能的各方面 信号转导 发育 生长 凋亡 免疫 代谢 酶活 细胞骨架 离子通透性 DNA合成的起始 基因表达激活或抑制 信号转导的重要性 4 第一节细胞信号转导概述 细胞通讯 cellcommunication 指信号细胞发出的信息 配体 信号分子 传递到靶细胞并与其受体相互作用 通过细胞信号转导引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程 细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织构建 协调细胞的功能 控制细胞的生长和分裂是必需的 细胞 信号转导 signaltransduction 指细胞将外部信号转变为自身应答反应的过程 这是实现细胞间通讯的关键过程 细胞信号传递 cellsignaling 通过信号分
2、子与受体的相互作用 将外界信号经细胞质膜传递至细胞内部 通常传递至细胞核 并引发特异生物学效应的过程 信号通路 signalingpathway 指细胞接受外界信号 通过一整套特定的机制 将胞外信号转导为胞内信号 最终调节特定基因的表达 引起细胞的应答反应 5 第一节细胞信号转导概述 细胞通讯步骤与功能 Figure15 8MolecularBiologyoftheCell GarlandScience2008 6 一 细胞通讯 化学信号通讯接触依赖性通讯 contact dependentsignaling 间隙连接 gapjunction 胞间连丝 plasmodesma P157 7 细胞分泌化学信号通讯方式 内分泌旁分泌化学突触自分泌 8 细胞分泌化学信号的作用方式 内分泌 endocrine 低浓度 全身性 长时效 旁分泌 paracrine 细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞 包括各类细胞因子和气体信号分子 自分泌 autocrine 信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞 常见于癌变细胞 化学突触 chemicalsynapse 神经递质由突触前膜释放 经突触间隙扩
3、散到突触后膜 作用于特定的靶细胞 9 二 几个基本概念 信号分子受体第二信使分子开关 10 根据其溶解性分类 亲水性信号分子 神经递质 生长因子 细胞因子 局部化学递质 大多数肽类激素 介导短暂的反应 与细胞表面受体结合 产生第二信使以引起细胞的应答 前列腺素为脂溶性 但不能穿过质膜 与表面受体结合 1 化学信号分子 11 疏水性信号分子 甾类激素 皮质醇 雌二醇和睾酮 和甲状腺素 分子小 疏水性强 可穿过细胞膜进入细胞 介导长时间的持续反应 与细胞内受体结合 调节基因表达 气体信号分子 NO CO H2S等 信号分子特点 特异性 高效性 被灭活性 12 气体性信号分子 NO CO疏水性信号分子 主要是甾类激素和甲状腺素亲水性信号分子 神经递质 局部介质和多数蛋白类激素 13 概念 受体是一种能够识别和选择性结合某种配体 信号分子 的大分子物质 多为糖蛋白 一般至少包括两个功能区域 与配体结合的区域和产生效应的区域 类型 细胞内受体 intracellularreceptor 受胞外亲脂性信号分子激活细胞表面受体 cellsurfacereceptor 受胞外亲水性信号分子激活同一细胞
4、具有不同受体 受多信号的调控 如心肌细胞上有乙酰胆碱受体和肾上腺素受体 不同细胞具有相同受体 但反应各异 如心肌和分泌细胞上的乙酰胆碱受体相同 不同的靶细胞以不同的方式应答于相同的化学信号 2 受体 P159右 14 2 受体 细胞内受体 intracellularrecepor 细胞表面受体 cell surfacereceptor 离子通道偶联受体 ionchannel coupledreceptor G蛋白偶联受体 G protein coupledreceptor GPCR 酶联受体 enzyme linkedreceptors 15 细胞表面受体转导胞外信号引发快反应和慢反应 Figure15 6MolecularBiologyoftheCell GarlandScience2008 p159 16 3 第二信使 第二信使学说 secondmessengertheory p160目前公认的第二信使 cAMP cGMP Ca2 DAG IP3 PIP3 17 cAMP是第一个被发现的第二信使 1971年获诺贝尔生理学和医学奖 萨瑟兰 EarlW Sutherland Jr 19
5、15 1974 18 4 分子开关 分子开关 molecularswitch 分子开关是指通过活化 开启 和失活 关闭 2种状态的转换来控制下游靶蛋白的活性的调控蛋白 GTPase超家族蛋白质磷酸化和去磷酸化Ca2 的结合或解离 19 4 分子开关 GTPase超家族 GTPase超家族 三聚体GTP结合蛋白单体GTP结合蛋白 20 GTPase超家族 21 4 分子开关 蛋白质磷酸化和去磷酸化 通过蛋白激酶 proteinkinase 使靶蛋白磷酸化 通过蛋白磷酸水解酶 proteinphosphatase 使靶蛋白去磷酸化 从而调节靶蛋白的活性 22 4 分子开关 Ca2 的结合或解离 钙调蛋白 calmodulin CaM P161 23 三 信号系统及其特性 Figure15 1MolecularBiologyoftheCell GarlandScience2008 24 一 信号转导系统基本组成及信号蛋白相互作用 细胞表面受体介导的信号通路5个步骤组成 受体特异性识别并结合胞外信号分子 形成受体 配体复合物 导致受体激活受体构象改变 导致信号初级跨膜转导 靶细胞内产生第二信使
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