细胞信号转导异常与疾病(2学时版)课件
48页1、细胞信号转导异常与疾病,李煜生 南方医科大学 病理生理学教研室 省部共建“重大疾病的转录组 与蛋白质组学重点实验室”,基本要求,掌握细胞信号转导的概念; 熟悉细胞信号转导的过程的分子基础; 了解细胞信号转导异常性疾病防治的病理生理基础。,第一节 信号转导的基本理论,细胞信号转导 (Cell signal transduction),Intercellular communication Intracellular signal transduction 细胞水平的信号传导是指信号从细胞外到细胞内的转移。,细胞信号( Cell signal ): 引起细胞反应的各种刺激或环境变化。,Specificity Amplification Transient Reversible Regulation Network,Proliferation Differentiation Transformation Apoptosis Activation Migration Aging,Stage I,Stage II,Signaling Events,Synthesis Release Transp
2、ort Binding Signaling Desensitization,Signaling cell,Cell signaling,Target cell,细胞信号转导的构成,细胞外信号分子,细胞内信号分子,细胞内效应分子,效应调节分子,细胞外信号过程,细胞内信号转导,受体,细胞信号转导的典型过程,配体与细胞膜受体的识别与结合; 跨膜信号传递; 细胞内蛋白级联的信号转导; 细胞反应; 信号终止。,细胞信号的种类,物理信号,电 磁场 光 声 辐射 热 力 渗透压,化学信号 小分子化学物质:cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG 激素:GF 神经递质:Ach 细胞因子:TNF、IL-2 多肽:,生物信号 主要指生物大分子的结构信号 蛋白:多肽的氨基酸序列决定蛋白的三维结构; 多糖:细胞膜外存在糖皮层,由糖脂和糖蛋白组成; 脂类:Caveolae介导的信号; 核酸:遗传信号传递系统的基础。,特点: 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; 当受体与配体结合后,构象改变而产生活性,启动一系列过程,最终表现为生物学效应; 受体与配体间的作用具有三个主要特
3、征:特异性;饱和性;高亲和力。,受体(receptor),概念:一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)并产生特定生物学效应的大分子物质。,细胞受体分类,膜受体,离子通道型受体,G蛋白偶联型受体,具有酶活性的受体,核受体,甾体激素受体,Transmembrane receptors,酪氨酸激酶受体,如PDGF受体、胰岛素受体、EGF受体、FGF受体; 酪氨酸磷酸酶受体,如T细胞和巨噬细胞的CD45蛋白; 鸟嘌呤环化酶(GC)受体,如心房肽受体; 丝氨酸/苏氨酸激酶受体,如activin和TGF-受体; 非酶受体,可通过蛋白与蛋白的相互作用与细胞内酪氨酸激酶偶联。,G蛋白偶联受体,G蛋白是一种GTP酶。GPCR具有7跨膜区结构特征。 调节AC活性的GPCR:第二信息cAMP 兴奋性:-肾上腺素能受体、胰高血糖素受体及味觉分子受体 抑制性:-肾上腺素能受体 激活PLC- 的GPCR:第二信使DAG和IP3 血管紧张素受体、缓激肽受体、血管加压素受体 光子受体:第二信使cGMP G蛋白转导素,核受体,这类受体在细胞内与配基结合后移入细胞核,配基受体复合物在核内直接影响基因表达。 包括糖皮
4、质激素受体、维生素D受体、视黄酸受体、甲状腺素受体等。,信号转导级联,基因表达 DNA合成激活 蛋白质合成改变 细胞骨架重排 离子通透性变化 细胞代谢酶变化,细胞反应,细胞信号的功能,细胞生长 细胞分裂 细胞分化 细胞凋亡 细胞应激适应 细胞功能协同,刺激,反应B,反应A,反应C,刺激B,反应,刺激A,刺激C,细胞信号网络,细胞信号的反馈调节,+,-,刺激,反应,刺激,反应,A,B,C,C,B,A,第二节 信号转导异常的病理生理学基础,理化因素,遗传因素,信号转导蛋白数量改变,信号转导蛋白功能改变,失活性突变,功能获得性突变,免疫因素,自身免疫病,内环境因素,一、信号转导异常的原因,生物学因素,生物因素,干扰细胞内信号转导通路 如霍乱弧菌引起的烈性肠道传染病 霍乱弧菌产生分泌的外毒素(霍乱毒素),有选择性的催化Gs亚基201位精氨酸核糖化,使GTP酶活性丧失,不能将GTP水解成GDP,从而使Gs处于不可逆激活状态,不断刺激AC生成cAMP,胞浆中的cAMP含量可增加至正常的100倍以上,导致小肠上皮细胞膜蛋白构型改变,大量氯离子和水分子持续转运入肠腔 ,引起严重腹泻和脱水。,体内某些信
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