细胞信号转导 ppt课件

靶细胞受体蛋白的多样性:
• 存在于质膜上，识别的分子是亲水性的； 占多数。
• 存在于胞内，识别的分子是疏水性的。 • 不同的受体蛋白可与不同的信号分子发生
结合，具有专一性。
第一节 信号细胞与靶细胞
一、信号分子与信号细胞
• 信号细胞通过外排分泌和穿膜扩散释放出信 号分子。有的信号分子可对远距离的靶细胞 发生作用；有的信号分子在释放后仍结合在 信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞， 甚至信号细胞本身。
（1）离子通道关联受体（递质门控离子通道）
• 受体是多次穿膜的蛋白质，与电兴奋细胞间突触信 号的快速传递有关。受体与神经递质结合后构象发 生改变，通道瞬时打开或关闭，改变了质膜的离子 透性，使突触后细胞发生兴奋。
（2）G蛋白关联受体
•可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性，靶蛋白是 一种酶或离子通道。其特点是在受体与靶蛋白之间有 第三种蛋白质：G蛋白—三体GTP结合调节蛋白。
（三）靶细胞中的受体
信号传递的第一步就是信号分子（配体）与靶细胞受 体的结合，受体起靶细胞天线的作用。
受体是能够识别和选择性结合某种配体（信号分子） 的特殊蛋白质，多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配 体结合区域和产生效应的区域。
受体胞中的存在部位分为两类： a.细胞内受体 b.细胞表面受体
第八章细胞信号转导
对多细胞生物来说，各个细胞并不是孤立存在 的，而是生物体的构成成员；生物体的生命活动 的有序性是靠各个细胞的有序协调活动来完成的， 而细胞间的协调活动依赖于细胞间的信息交流。
间隙连接和胞间连丝在相邻细胞间的通讯，但 个体中的大部分细胞并不是直接相连，多细胞生 物中还存在通过信号分子进行信息交流的方式。
和苏氨酸磷酸化
（2）酪氨酸激酶—可催化蛋白中的酪氨酸磷酸化
蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将核苷酸 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋 白质磷酸化。
蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面：
A.通过磷酸化调节蛋白质的活性，磷酸化和去磷酸化是 绝大多数信号通路组分可逆激活的共同机制，有些蛋 白质在磷酸化后具有活性，有些则在去磷酸化后具有 活性；(信号分子活性调节）
2、表面受体蛋白
• 亲水性信号分子都与细胞的表面受体结合发挥作用
– 神经递质、蛋白质激素、生长因子等
• 受体为跨膜整合蛋白 • 配体结合部位位于质膜外表面 • 细胞外信号通过这些表面受体转变为一个或几个细
胞内信号，引起靶细胞反应 • 这些细胞表面受体又称信号转换器
细胞表面受体根据传导机制不同分三类：
1、构成信号传递级联反应链的蛋白种类： （1）可被蛋白激酶磷酸化的蛋白；
（2）在信号诱导下同GTP结合的蛋白。
这两类蛋白被激活时，至少获得一个 磷酸基团，失活时去磷酸基团。这些蛋 白被激活可使磷酸化级联反应链中的下 游蛋白磷酸化。
2、参与磷酸化级联反应的蛋白激酶种类： （1）丝氨酸/苏氨酸激酶—可催化蛋白中的丝氨酸
• 信号分子按作用性质分类：
1、旁分泌信号：信号细胞分泌的信号分子扩散
不太远，只能影响周围近邻细胞，很快被近邻细胞 所获取或破坏。
2、突触信号：神经末梢与另一神经元或肌肉细胞
之间建有特殊连接，称为突触，神经末梢分泌神经 递质，作用于突触后靶细胞，传递信号。
3、内分泌信号：内分泌细胞分泌的信号分子称
亲水性
细胞表面受体和细胞内受体
1、胞内受体
• 受体位于细胞质基质中或核中 • 疏水性信号分子
类固醇、甲状腺激素、类视黄素、维生素D、 皮质醇等 • 信号可穿越质膜进入靶细胞内部 • 信号与胞内受体结合激活受体 • 激活的受体分子构象发生改变 • 与细胞核中DNA结合激活或抑制基因转录 激活基因转录通常分两步进行： a.初级反应：直接诱导少数专一基因转录 b.次级反应：初级反应的转录产物激活其它基因
为激素，可远距离传播，随着血液（动物）或汁液 （植物）散布全身，由于信号分子被体液高度稀释， 故仅需很低的浓度就能对靶细胞起作用。
4、自分泌信号：细胞分泌的信号分子只作用于
同种细胞，甚至同自身的受体结合引起反应，分泌 信号分子的细胞既是信号细胞，也是靶细胞。
常见于病理条件下，例如：肿瘤细胞,在同种细胞 群体中，可产生彼此促进的“集团效应”
二、靶细胞—信号分子作用的效应细胞
靶细胞反应过程的特征：
（一）专一识别信号 细胞按发育编程，在不同的分化阶段，
分别与专一的信号分子识别结合。如在分化过程中有的细胞 只对分化信号起反应，有的只对增殖信号起反应，也有的只 对其它信号起反应。
（二）反应差异 一种信号分子对不同的靶细胞常有不同的
效应。这是由于1）细胞表面受体组合不同，2）细胞内的 装置对接收的信息在细胞内进行不同的整合和译解。如乙酰 胆碱刺激骨骼肌收缩，但降低心肌的收缩频率和收缩力。
信号细胞(signaling cell)：能产生信号分子的细胞。
• 靶细胞(target cell)：受到信号分子的作用发生反
应的细胞。
• 信号转导(signal transduction)：靶细胞依靠受体
识别专一的细胞外信号分子，并把细胞外信号转 变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。 • 细胞内的信号分子经连锁级联反应，进行细胞内 信号传递，引起细胞发生反应。
第二节 细胞内信号传递的基本原理
一、细胞内信号传递的级联反应
细胞外信号分子并不是直接对基因活动发生作用， 而是要经过一个复杂的反应过程。
信号传递级联反应：靶细胞的受体与信号分子专一 性结合后，受体被激活，将细胞外信号转换为胞内 信号，最后信号被传递到核，调控专一基因的表达， 在这个过程中，涉及一系列信号传递蛋白，象阶梯 一样经历一环扣一环的连锁中继步骤，这种方式传 递信号的连锁称为信号传递级联反应。
G蛋白耦联型受体 为7次跨膜蛋白
（3）酶关联受体
• 受体多为一次穿膜的蛋白质，自身具酶的性质，或 与酶结合在一起。受体外端具有配体结合部位，内 端为催化部位。多为蛋白激酶或与蛋白激酶结合在 一起。被激活后，可使靶细胞中专一的一组蛋白质 发生磷酸化。
• 如有些跨膜受体为蛋白酪氨酸激酶，由细胞外配 体结合区、穿膜区、细胞质区三部分构成。细胞质 区含有催化中心和调节序列。