张光谋-第十一章 细胞通讯与信号转导(一)

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(catalytic receptor)。
这类受体结构的共同点是：①通常为单次跨膜
蛋白；②接受配体后发生二聚化而激活，起动其 下游信号转导。
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The stimulation of the tyrosine kinase
The form of a dimer is a universal mechanism that the enzyme linked receptors, one transmembrane, were sitmulated.
信号分子失活，细胞反应终止或下调
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信号传导的基本过程
信号接受 信号转导 生物效应
①
②
③
受体 配体
信号转导蛋白
靶蛋白
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2.信号转导分子 （1）信号转导蛋白 传承蛋白：简单将信息传递下一组分。 信使蛋白：携带信号从一部分传递到下一部分。 接头蛋白：起连接信号蛋白的作用。 放大和传导蛋白：由酶活离子通道蛋白组成，介导
产生信号级联反应。
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传感蛋白：负责信号不同形式的转换。 分歧蛋白：将信号从一条途径传播到另外途径。
整合蛋白：从2条或多条途径接受信号，向下
传递之前进行整合。 潜在基因调控蛋白：这类蛋白在细胞表面被活化受 体激活，然后迁移到细胞核刺激基因转录。
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（2）第二信使(second messenger) 大多数激素类信号分子不能直接进入细胞， 只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把 细胞外的信号称为第一信使，而把细胞内最早产 生的信号物质称为第二信使。
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5.自分泌（autocrine）：自分泌信号常见于病理条件 下，如癌变细胞。
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二、信号分子与受体
（一）细胞信号分子（signal molecule）
概念:具有调节细胞生命活动的化学物质称为 信号分子，又称为配体（ligand） 。 按信号的性质可分为物理信号和化学信号。
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按照信号分子的化学本质可分为：
1. 亲脂性信号分子:甾类激素和甲状腺素。
2. 亲水性信号分子: 神经递质、生长因子、局部化 学递质和大多数激素。
3.气体信号分子：如NO、CO以及各种气味等。
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（二）受体（receptor ）
概念:是一种能够识别和选择性结合某种配 体（信号分子），并能引起一系列生物学效应的 生物大分子。
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（1）离子通道偶联受体
又称配体门离子通道（ligand-gated channel） 或递质门离子通道（transmitter-gated channel）。 由多亚基组成，本身既有信号结合位点，又是离子 通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。
主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞
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2.胞内受体
胞内受体位于细胞质或细胞核基质中，细 胞质受体结合相应配体后也转位入核，因此统 称为核受体。不过一般将细胞质受体称为Ⅰ型 核受体，将细胞核基质中的受体称为Ⅱ型核受 体。
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三、信号转导系统组成
（一）信号传导系统的基本组成与信号蛋白
1. 细胞信号途径的组成 受体识别信号分子 信号跨膜转导 细胞内级联反应实现信号放大，细胞活性改变
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NO介导的信号通路：乙酰胆碱等神经递质 NO合 酶 NO 鸟苷环化酶 (GC) cGMP 蛋白激酶G(PKG) 抑制肌动-肌球蛋白复合 物信治疗心绞痛？ 硝酸甘油在体内转化为NO，可舒 张血管，从而减轻心脏负荷和心肌的 需氧量。
多为糖蛋白,一般至少包括两个功能区域， 与配体结合的区域及产生效应的区域，分别具有 结合特异性和效应特异性。 根据靶细胞上受体存在部位: 膜受体（membrance receptor ） 胞内受体（intracellular recepor）
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1.膜受体 According to the mechanism of the signal transduction and the type of receptor proteins, cellsurface receptors belong to three familys∶ ◆ ion-channel linked receptor(离子通道偶联受体) ◆ G-protein linked receptor (G-蛋白偶联受体) ◆ enzyme-linked receptor(酶偶联受体)
离子通道型受体分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷 氨酸和5-羟色胺的受体，和阴离子通道，如甘氨酸和 γ－氨基丁酸的受体。
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Acetylcholine receptor（乙酰胆碱受体）
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Acetylcholine receptor have three conformations(构象)
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根据信号分子作用的性质，细胞通讯分为：
1.近分泌 指细胞间接触依赖性的通讯
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2.内分泌（endocrine）
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3.旁分泌（paracrine）：包括：①各类细胞因子（如 表皮生长因子）；②气体信号分子（如：NO）。
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4.通过化学突触传递神经信号：神经元细胞释放神经 递质经突触作用于特定的靶细胞。
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三、鸟苷酸环化酶与cGMP
cGMP是一种广泛存在于动物细胞中的胞 内信使，是由鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase，GC）催化，水解GTP后形成的。 cGMP信使体系
第一信使（配体），受体（鸟甘酸环化酶 GC），第二信使（ cGMP ）
GC有两种形式：膜结合型和胞浆可溶型。
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ligand
NO,CO Outside of cell cytosol
GC
GC cGMP
GTP
膜结合型GC
cGMP
GTP
胞浆可溶型GC
可溶型GC常分布于脑、 肺、肝等组织中。
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膜结合型GC常存在于心血管组织细 胞、小肠、精子及视网膜杆状细胞中
cGMP信使体系要点
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本节小结
一、细胞通讯类型 二、信号分子与受体 三、信号传导系统组成 四、胞内受体对基因表达的调控 五、 NO介导的信号通路 六、cGMP信号转导通路
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思考题
1.概念：Signal transduction；receptor； signaling pathway； second messenger； ionchannel linked receptor； G-protein linked receptor ；enzyme-linked receptor 2.受体有哪些种类？ 3.第二信使有哪些？ 4.简述NO介导的信号通路组成。
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（2）G-蛋白偶联受体 是指配体-受体复合物与靶蛋白的作用要通 过与G-蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从 而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。
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（3）酶联受体 受体蛋白既是受体又是酶，一旦与配体结合即
激活受体胞内段的酶活性 ，又称催化受体
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一、 细胞通讯类型
根据信号细胞与靶细胞之间的作用方式，细胞通 讯分为： （1） contact-dependent signaling（细胞间接触性依 赖的通讯）; （2）secrete chemical signals(细胞通过分泌化学信号 进行细胞间相互通讯);
（3） communicating junctions（细胞的通讯连接）。
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参 考 文 献
1.翟中和等主编. 细胞生物学，第4版,高等教育出版社， 2012 2.韩贻仁主编. 分子细胞生物学(第3版),高等教育出版 社,2007 3.艾伯茨等著，赵寿元等译. 基础细胞生物学，上海科学 技术出版社，2002 4./yj.asp 5./ 6.http://www.sciencekomm.at/advice/dict.html 7./curriculm
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第一节
细胞通讯与信号转导概述
一、细胞通讯类型 二、信号分子与受体 三、信号转导系统组成
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细胞通讯: 指一个细胞发出的信息通过介 质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应 的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生 细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞 整体的生物学效应的过程。
信号转导：指细胞通过胞膜或胞内受体 感受信息分子的刺激，将信号导入细胞并进 行传递，引发细胞内特异生物学效应的过程。
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第十一章 细胞通讯与信号转导
授课教师：张光谋 教授 E-mail：gmzhang@
目
第十一章
录
细胞通讯与信号转导
第一节 细胞通讯与信号转导概述 第二节 细胞内受体介导的信号通路 第三节 细胞表面受体介导的信号通路 第四节 细胞信号转导通路的特征和调控
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▲ 能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。
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（二）细胞内信号蛋白的相互作用 细胞内信号蛋白的相互作用是靠蛋白质模式 结合域所特异性介导的。 SH2结构域 能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合 SH3结构域 能与富含脯氨酸的肽段结合 PH结构域 血小板、白细胞蛋白激酶C底物同源域