第19章 细胞信号转导

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植物生理学前两章名词解释

植物生理学前两章名词解释

名词解释绪论1.植物生理学:植物生理学是研究植物生命活动规律与细胞环境相互关系的科学,在细胞结构与功能的基础上研究植物环境刺激的信号转导、能量代谢和物质代谢。

2.生长:是指增加细胞数目和扩大细胞体积而导致植物体积和重量的不可逆增加。

3.发育:是指细胞不断分化,形成新组织、新器官,即形态建成,具体表现为种子萌发,根、茎、叶生长,开花、结实、衰老死亡等过程。

4.细胞信号转导:单个细胞水平上,信号与受体结合后,通过信号转导系统,产生生理反应。

5.信息传递:植物“感知”环境信息的部位与发生反应的部位可能是不同的,这就存在信息感受部位将信息传递到发生部位的过程,即所谓的信息传递。

6.代谢:第一章1.半透膜:亦称选择透性膜。

为一类具有选择透性的薄膜,其允许一些分子通过,限制另一些分子通过。

理想的半透膜是水分子可自由通过,而溶质分子不能通过。

2.衬质势:细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,以负值表示。

符号:ψm .3.压力势:指细胞吸收水膨胀,因膨压和壁压相互作用的结果,使细胞液的水势增加的值。

指细胞的原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果,与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。

符号:ψp .4.水势:每偏摩尔体积水的化学势差。

符号:ψw . 水溶液的化学势与纯水的化学势之差,除以水的偏摩尔体积所得商。

5.渗透势:亦称溶质势,是由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势低于纯水水势的水势下降值。

用ψs表示。

溶液中的ψs=-CiRT。

6.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

7.束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。

8.质外体途径:指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动速度快。

9.共质体途径:指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞的细胞质,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。

10.跨膜途径:水分从一个细胞移动到另一个细胞,要两次通过液泡膜,故称跨膜途径。

植物生理学—信号转导1

植物生理学—信号转导1
第七章
植物细胞信号转导
植物细胞信号转导的概念、特点 研究内容和意义
植物细胞信号转导过程
刺激与感受 信号转导 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应
§1 植物细胞信号转导概述 • 植物生命活动
– 物质代谢 – 能量转化 – 信息流 物质流 信息流 能量流
• 一种特殊的代谢过程 • 传递环境变化的信息 • 调节和控制物质与能量代谢\生理反应\生长发育 物质流、能量流一起组成植物体的生命活动全过程
生效应。自然条件下发生涝害或淹水时植株体内就经常存在
这类信号的传递。
胞间信号的传递
2.化学信号的韧皮部传递 韧皮部是同化物长距离运输的主要途径,也是化学信号 长距离传递的主要途径。植物体内许多化学信号物质,如ABA、 JA-Me、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。 一般韧皮部信号传递的速度在0.1~1mm·s-1之间,最高可达 4mm·s-1。 3.化学信号的木质部传递 化学信号通过集流的方式在木质部内传递。 近年来这 方面研究较多的是植物在受到土壤干旱胁迫时,根系可迅速 合成并输出某些信号物质,如ABA。根系合成ABA的量与其受 的胁迫程度密切相关。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶 片,并影响叶片中的ABA浓度,从而抑制叶片的生长和气孔的 开放。
异三聚体G蛋白
小G蛋白
1. 2. 3. 4.
静息态; 胞间信号与受体结合; G蛋白与受体结合被激活,甩去GDP,暴露GTP结合位点; G蛋白与GTP结合,蛋白质构象改变,脱去效应器活性 位点抑制因子β亚基; 5. 激活的G蛋白水解GTP,触发效应器,把胞间信号转换位 胞内信号; 6. G蛋白重新结合β亚基回到原初构象,恢复静息态。
膜表面受体主要有三类
• 目前研究接受外界信号必需的植物受体主要有 三种: 植物激素受体 光信号受体(包括对红光和远红光敏感的 光敏色素、对蓝光敏感的蓝光受体和对紫外敏 感的紫外光受体) 感病诱导因子受体。 现在对光敏色素的研究比较深入,对植物激素受体的

细胞生物学翟中和编 第章 细胞信号转导课件

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的应答反应。
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(二)受体
受体(receptor):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,多为糖蛋白。 受体结合特异性配体后被激活,通过信号转导途 径将胞外信号转换为胞内化学或物理信号,以启 动一系列过程,最终表现为细胞生物学效应。
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 ,分别具有结合特异 性和效应特异性。
➢NO为脂溶性气体,可快速扩散透过细胞膜,作用 于临近靶细胞;
➢血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞; ➢NO的生成以精氨酸为底物由NO合成酶(NOS)催
化,以NADPH为电子供体,生成NO和瓜氨酸; ➢NO的效应酶是鸟苷酸环化酶。
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NO与药物
➢硝酸甘油治疗心绞痛:其作用机理是硝酸甘油代 谢生成NO,后者刺激心脏血管平滑肌细胞舒张, 从而增加心脏供血。
• 细胞信号通路(signaling pathway ):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。
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一、细胞通讯
1.方式
• 化学信号通讯( chemical signaling ) • 接触依赖性通讯(contact-dependent signaling) • 间隙连接(gap junction)胞间连丝(plasmodesma)
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化学信号通讯作用方式
A. 内分泌
B. 旁分泌
C. 化学突触
D. 自分泌
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《动物生理学》章节笔记

《动物生理学》章节笔记

《动物生理学》章节笔记第一章:绪论一、动物生理学的研究对象和任务1. 研究对象- 动物生理学关注的是动物机体的生命现象,包括生物化学过程、细胞活动、组织功能、器官系统的工作以及整个生物体的行为和生存策略。

- 研究范围涵盖从单细胞生物到高等哺乳动物,重点关注动物如何通过各个生理系统维持内环境稳定(Homeostasis)。

2. 研究任务- 揭示生命现象的物理和化学基础:探究动物体内发生的各种生理过程背后的分子和细胞机制。

- 了解机体功能的调节机制:研究神经、内分泌和免疫系统如何协同工作,调节身体的各种功能。

- 探索环境适应的生理机制:分析动物如何通过生理调整来适应不同的环境条件。

- 应用于实践:将动物生理学知识应用于医学、兽医学、农业、生态保护和生物工程等领域。

二、动物生理学的发展简史1. 古代阶段- 古埃及、古希腊和古印度等文明对动物生理学有所探讨,但多限于观察和哲学思考,缺乏科学实验。

- 我国古代医学家如扁鹊、张仲景、孙思邈等对脉搏、呼吸、消化等生理现象有所记载。

2. 中世纪阶段- 欧洲中世纪,阿拉伯学者如伊本·纳菲斯对血液循环有了初步的认识。

- 解剖学的兴起为生理学的发展奠定了基础。

3. 近代阶段- 17世纪,哈维发表了《动物心血运动论》,奠定了血液循环理论。

- 18世纪至19世纪,贝尔纳、普尔扎等人通过实验方法推动了生理学的发展。

4. 现代阶段- 20世纪,生理学进入分子和细胞水平,如诺贝尔奖获得者霍奇金、埃克尔斯对神经传导的研究。

- 分子生物学、遗传工程等技术的应用使动物生理学研究进入了一个新的时代。

三、动物生理学的研究方法1. 实验方法- 急性实验:在短时间内对动物进行生理功能的观察和测量,如血压、心率等。

- 慢性实验:长时间跟踪动物生理功能的变化,如植入电极监测神经活动。

- 活体实验:在不影响动物生存的前提下进行的实验,如使用显微镜观察活细胞。

- 离体实验:在体外环境中研究组织、细胞或分子的功能,如器官切片培养。

第十九章细胞信号转导

第十九章细胞信号转导

第十九章细胞信号转导第十九章细胞信号转导一、内容提要细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程,主要由信号分子的识别与接受,信号在细胞内的放大与传递,以及特定生物学效应的产生三个过程组成。

信号分子是指由特定的信号源(细胞)产生的,可以通过扩散或体液转运等方式进行传递,作用于靶细胞并产生特异应答的一类化学物质,包括激素、神经递质、细胞因子、生长因子及无机物等几大类。

由信号细胞释放的信号分子,需经扩散或转运,才能够到达靶细胞产生作用。

根据传递距离的远近,可将信号分子的传递分为内分泌、旁分泌和自分泌信号传递三种方式。

受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子,它们能够识别与结合化学信号分子,并触发靶细胞产生特异的生物学效应。

按照受体存在的亚细胞部位的不同,可将其分为细胞膜受体和细胞内受体二大类,前者又分为跨膜离子通道受体、G蛋白偶联受体和单跨膜受体。

受体的作用特点包括高度的亲和力、高度的特异性、可逆性、可饱和性及特定的作用模式等。

由细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称为细胞信号转导途径,目前已经鉴定的细胞信号转导途径达10多条。

大多数的激素、神经递质、生长因子和细胞因子通过膜受体介导的信号转导途径传递信号,这些信号转导途径的共同特征都是通过一系列的级联反应,以激活特定的蛋白激酶并对其底物蛋白或酶进行共价修饰,从而产生特定的生物学效应。

在这些信号转导途径中,以环核苷酸(cAMP和cGMP)作为第二信使的信号转导途径是目前较为清楚的信号转导途径。

除此之外,以脂类衍生物,如IP3、DAG、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P3等作为第二信使的信号转导途径,以及以钙离子作为第二信使的Ca2+信号转导途径也越来越受到重视。

而胰岛素、生长因子及细胞因子则主要通过酪氨酸蛋白激酶(TPK)信号转导途径传递信号。

亲脂性的激素主要通过胞内受体介导的信号转导途径传递信号,这一途径通过活化受体调控特异基因的转录表达来产生特定的生物学效应。

医学免疫学第19章 免疫缺陷病

医学免疫学第19章 免疫缺陷病

DiGeorge综合征
四、原发性吞噬细胞功能缺陷
Phogocytic deficiencies 主要指单核细胞和中性粒细胞的缺陷,
包括其趋化作用、吞噬作用和杀伤作用各 个方面
慢性肉芽肿病(chronic granulomatousdisease, CGD)是吞噬细胞(包括中性粒细胞、单核细胞、吞 噬细胞和嗜酸性粒细胞)内还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 氧化酶功能缺陷,造成呼吸暴发(respiratory burst)障碍所致。
2)发病机制及免疫学异常 (1) 病毒大量复制,细胞死亡 (2) 细胞间融合 多核巨细胞,细胞死亡 (3) CD4/CD8比例下降、倒置
Th数量下降,功能缺陷 B细胞多克隆激活
NK下降,恶性肿瘤、病毒性感染发生率升高
(三)免疫学异常
1、CD4+T细胞
外周血CD4+ T细胞数量显著减少和功能严重受损, CD4和CD8细胞比值下降。
PID 与 SID
免疫缺陷病可为遗传性,即相关基因突变或缺失 所致,称为原发性免疫缺陷病。 (primary immunodeficiency diseases,PID) 也可为出生后因环境因素影响免疫系统,如感染、 营养紊乱和某些疾病状态下诱发所致,称为继发 性免疫缺陷病。 (secondary immunodeficiency diseases,SID)
(2) X连锁严重联合免疫缺陷病 (T-B+ SCID,XSCID)
定位于Xql3.1上IL-2受体gamma链(1L-2RG)基因突 变导致的SCID是SCID中最常见的病种。
最近发现IL-2RG也是IL-4、IL-7、IL-9和IL-15受 体复合物的共同组成部分,因此改称IL-2RG为共同 g链。

《细胞信号转导》课件

《细胞信号转导》课件
03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成,为肿 瘤提供营养和氧气,促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生, 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生,影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生,影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征,影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质,包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白,能够偶联受
体和效应器,起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白,能够催化细胞内的生化反应
03
,如磷酸化、去磷酸化等,从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中,以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况,了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术,如酵母双杂交、蛋白质芯 片等,研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程,是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。

第19章免疫缺陷病教学教案

第19章免疫缺陷病教学教案
免疫系统先天(多为遗传)发育缺陷而 致免疫功能不全,可分为特异性免疫缺 陷和非特异性免疫缺陷。是罕见病,多 见于婴幼儿。
一、原发性B细胞缺陷
(一)性联无丙种球蛋白血症
X连锁隐性遗传,Bruton酪氨酸激酶(Bruton tyrosine Kinase,BtK)基因缺陷,前B细胞不 能成熟。 B细胞数减少,缺乏生发中心,BM中无浆细胞, 血清Ig下降,T细胞正常 患儿反复化脓性感染,伴自身免疫病。
预防 控制传播途径;疫苗研制
治疗
逆转录酶抑制剂 蛋白酶抑制剂 鸡尾酒式用药、中药
(五)AIDS的免疫学诊断
1.HIV抗原检测 2.抗HIV抗体检测 3.CD4阳性T细胞计数
第三节 免疫缺陷病的治疗原则
• 抗感染 • 免疫重建
– 干细胞移植
• 基因治疗 • 免疫制剂(免疫分子的输入)
第19章 免疫缺陷病概念免源自缺陷:免疫系统中任一成分的缺失或功
能不全而导致免疫功能障碍,所致临床症状为 免疫缺陷病。涉及免疫细胞、免疫分子或信号 转导。
分类
按病因:
原发性免疫缺陷病和继发性免疫缺陷病
按累及成分:
细胞免疫缺陷、体液免疫缺陷、联合免疫缺陷、 吞噬细胞缺陷和补体缺陷
第一节 原发性免疫缺陷病
1985年我国发现首例AIDS,去年报告感染 者48万
HIV感染
传染源 携带者,患者(病毒存在于血液、精
液、阴道分泌物、乳汁、唾液及脑脊 液)
传播途径 血液制品
性接触 垂直传播
(二)AIDS的发病机制
1.侵入免疫细胞的机制
对象:CD4阳性T细胞和巨噬细胞等 配体:gp120
2.损伤免疫细胞的机制
(一)重症联合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency disease,SCID)

细胞信号转导

细胞信号转导
第二信使(second messenger): 指由胞外刺激信号激活或抑制的、具有 生理调节活性的细胞内因子。(Ca2+, IP3, DAG, cAMP, cGMP, H+, NO)
A、钙信号系统
各种胞外刺激信号可能直接或间接地调 节钙运输系统而引起胞内游离Ca2+浓度的 变化,并导致不同的细胞反应。(静息态细 胞质Ca2+浓度:10-7~10-6mol.L-1,质外体 Ca2+浓度:10-4~10-3mol.L-1,而Ca2+ 库的 Ca2+浓度更高。
高〔Ca2+〕 低〔Ca2+〕 高〔Ca2+〕
• 胞内Ca2+信号通过其受体-钙结合蛋白转 导信号。现在研究得较清楚的植物中的 钙结合蛋白主要有两种:钙调素与钙依 赖型蛋白激酶。
• 钙调素(calmodulin,CaM)是最重要的多功 能Ca2+信号受体,由148个氨基酸组成的单 链的小分子(分子量为17 000~19 000)酸 性蛋白。CaM分子有四个Ca2+结合位点。当 外界信号刺激引起胞内Ca2+浓度上升到一定 阈值后(一般≥10-6mol.L-1), Ca2+ 与 CaM结合,引起CaM构象改变。而活化的CaM 又与靶酶结合,使其活化而引起生理反应。 目前已知有十多种酶受Ca2+-CaM的调控,如 蛋白激酶、NAD激酶、H+-ATPase等。在以光 敏色素为受体的光信号传导过程中Ca2+-CaM 胞内信号起了重要的调节作用。
受体:指位于细胞质膜上能与化学信 号物质特异地结合,并能将胞外信号转换 为胞内信号,发生相应细胞反应的物质。
特点:特异性、高亲和性、可逆性、 饱和性等,多为蛋白质。

全新第八版生物化学重点总结和期末复习试题

全新第八版生物化学重点总结和期末复习试题

第一章蛋白质的结构与功能1.20种基本氨基酸中,除甘氨酸外,其余都是L-α-氨基酸.2.支链氨基酸(人体不能合成:从食物中摄取):缬氨酸亮氨酸异亮氨酸3.两个特殊的氨基酸:脯氨酸:唯一一个亚氨基酸甘氨酸:分子量最小,α-C原子不是手性C原子,无旋光性.4.色氨酸:分子量最大5.酸性氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸和组氨酸6.侧链基团含有苯环:苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸7.含有—OH的氨基酸:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸8.含有—S的氨基酸:蛋氨酸和半胱氨酸9.在近紫外区(220—300mm)有吸收光能力的氨基酸:酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸10.肽键是由一个氨基酸的α—羧基与另一个氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的酰胺键11.肽键平面:肽键的特点是N原子上的孤对电子与碳基具有明显的共轭作用。

使肽键中的C-N键具有部分双键性质,不能自由旋转,因此。

将C、H、O、N原子与两个相邻的α-C 原子固定在同一平面上,这一平面称为肽键平面12.合成蛋白质的20种氨基酸的结构上的共同特点:氨基都接在与羧基相邻的α—原子上13.是天然氨基酸组成的是:羟脯氨酸、羟赖氨酸,但两者都不是编码氨基酸14.蛋白质二级结构的主要形式:①α—螺旋②β—折叠片层③β—转角④无规卷曲。

α—螺旋特点:以肽键平面为单位,α—C为转轴,形成右手螺旋,每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺径为0.54nm,维持α-螺旋的主要作用力是氢键15.举例说明蛋白质结构与功能的关系①蛋白质的一级结构决定它的高级结构②以血红蛋白为例说明蛋白质结构与功能的关系:镰状红细胞性贫血患者血红蛋白中有一个氨基酸残基发生了改变。

可见一个氨基酸的变异(一级结构的改变),能引起空间结构改变,进而影响血红蛋白的正常功能。

但一级结构的改变并不一定引起功能的改变。

③以蛋白质的别构效应和变性作用为例说明蛋白质结构与功能的关系:a.别构效应,某物质与蛋白质结合,引起蛋白质构象改变,导致功能改变。

感受生命气息-细胞信号转导(同济大学课件)

感受生命气息-细胞信号转导(同济大学课件)

感受生命信息细胞信号转导裴 钢 同 济 大 学主 要 内 容一、什么是细胞信号转导 二、细胞信号转导在生命科学中的作用与地位 三、细胞信号转导与疾病 四、神经生物学及其细胞信号转导 五、细胞信号转导最新进展与研究方向纯洁美好的爱情信号传递烽火的狼烟信号信号是什么?令人吃惊的外太空信号传播图像的视频信号细胞是…分子核酸 蛋白质复制信息细胞催化功能组织器官个体 系统细胞是生物的基本组成单位(病毒除外)细胞信号 (Cell Signaling)是太空信号那般的虚拟飘渺吗?或是视频信号那样的五彩斑斓吗? 亦或狼烟信号那种的十万火急呢?¢细胞信号 :用来 介导细胞与细胞间、 细胞与组织间的相 互联系以调节细胞 生命活动的化学物 质细胞信号是实实在在的化学物质!¢细胞信号分子的种类1、激素 2、神经递质 3、生长因子 4、细胞因子 5、无机物传导、转导水能 转换 电能传递的作用,生化性质上没有什么改变;三峡工程发电传导:即传递,相当于是将“信号”传递到下一个接收者,起着一种传递承接 转导:应该是讲一种“信息”或者“信号”转化成另外一种“信号”。

信号分子如何传递信息?细胞信号转导如何调控细胞的生命和生物学功能?如何统一完善生物的机体功能?细胞信号转导(cell signal transduction) 是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激, 经细胞内信号转导系统转换,从而影响细胞生物学功能的过程。

信号转导系统 signal transduction system第一信使受体第二信使 效应蛋白效应蛋白细胞膜受体受体细胞内受体受 体膜上的离子受体通道一 细胞膜受体 1.含离子通道的受体 配体依赖性 电压依赖性 2.G-蛋白偶联受体 A 族:视紫红质、b2肾上腺素受体受体族 B 族:胰高血糖素/ 血管活性肠肽/ 降钙 素受体族 C 族:神经递质/钙受体样受体族 3.具有酪氨酸激酶活性的受体 二 细胞内受体 1. 胞浆受体:位于靶细胞浆内,如性激素受 体、肾上腺皮质激素受体 2. 胞核受体:位于靶细胞核内,如甲状腺素 受体感官,前庭G蛋白偶联受体1.最大的受体家族 2.受体家族结构相似:一条多肽链组成的跨膜蛋白 Ø膜外 Ø跨膜 Ø膜内 配体结合的区域 7段不连续的肽段组成 与G蛋白结合的区域G-protein protein-coupled receptors与配体结合 细胞外 -NH2e2e3e1-S-S-TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7D R YC2 C1细胞内 COOH-C3G蛋白作用部位G-proteins胞外LGab gEffector胞内SignalG蛋白与信号传递GDPGTPGG◆ G蛋白激活:GTP与Gα相结合 ◆ G蛋白失活:GTP酶水解GTPG蛋白活性的调节 GDP Ga b GDP Ga bg g GTP GTP效应蛋白 Ga 效应蛋白 b g受体Ga b gb受体Gs+ 腺苷酸环化酶Gi-α2受体 M受体CREB(cAMP response element binding,cAMP效应 元件结合因子)蛋白激酶 A (protein kinase A,PKA)cAMPPKACREB靶蛋白 磷酸化CRE Adenylyl cyclase signal transduction pathway 腺苷酸环化酶信号转导通路靶基因 转录G蛋白偶联受体的模式和发展细胞死亡程序的变化基因表达的变化细胞应答酶活性的变化细胞骨架构型的变化信号级联放大(signaling cascade)从细胞表面受体接收外部信号到最后作出综合 性应答,不仅是 一个信号转导过程,更重要的是将信号进行逐步放大的过程是什么“熄灭”了信号的传递?信号终止1.配体(信号)被降解、失活、重吸收 2. 受体被内吞 3.第二信使被降解 4.GTP被水解 5.信号转导蛋白被磷酸酶去磷酸TOPBack主 要 内 容一、什么是细胞信号转导 二、细胞信号转导在生命科学中的作用与地位 三、细胞信号转导与疾病 四、神经生物学及其细胞信号转导 五、细胞信号转导最新进展与研究方向当前围绕信号转导研究的热门话题其它生命 奥秘问题干细胞 肿瘤细胞凋亡信号 转导 衰老纳米技术药物筛选造血干细胞的发育对干细胞进行研究首先必须了解 干细胞正常分化的细胞信号通路正常干细胞发育与转化调节自我更新的 信号通路细胞多基因错误信号通路错误癌症细胞比较造血干细胞的发育与白血病的 转化时细胞的自我更新比较干细胞 正常分化与 错误转导可 加深对肿瘤 发生的认识、 并可根据靶 点设计药物 进行治疗。

《细胞信号传导》PPT课件

《细胞信号传导》PPT课件

精选课件
24
(三)细胞内信号转导分子
相关 分子
概念:细胞外的信号经过受体转换进入细胞内,通 过细胞内的一些小分子物质和蛋白质进行传递。
类型: 小分子化学物质:第二信使
酶 催化产生第二信使的酶 激酶/磷酸酶
G蛋白 调节蛋白
接头蛋白
精选课件
25
1. 小分子化学物质
概念:细胞内可扩散,并能调节信号转导蛋白 活性的小分子或离子,又称为第二信使。 如cAMP、cGMP、Ca2+、DAG、IP3、Cer或花 生四烯酸等。
质膜受体 质膜受体
蛋白质、多肽及氨基 酸衍生物类激素 类固醇类激素、甲状 腺激素
质膜受体 胞内受体
引起细胞内的变化 影响离子通道开闭
引起酶蛋白和功能蛋白 的磷酸 /脱磷酸,改变 细胞的代谢和基因表达 同上
影响转录
精选课件
13
(二)受体(Receptor)
相关 分子
受体:是一类分布于细胞膜、细胞质或细胞核的特 殊蛋白质,能特异性识别并结合相应信号分子,激 活并启动细胞内一系列生化反应,使细胞对信号刺 激产生相应的生物效应。
精选课件
5
细胞信号转导:胞外信号通过与细胞表面的 受体相互作用转变为胞内信号,在细胞内经 信号途径传递引起细胞发生反应的过程。
精选课件
6
跨膜信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质
信息物质经扩散或血循环到达靶细胞
与靶细胞的受体特异性结合
受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统
靶细胞产生生物学效应
精选课件
14
1.受体的类型
细胞膜受体
离子通道型 G蛋白偶联型 催化型 酶偶联型)离子通道偶联受体
受体本身为离子通

《营养学》第十九章 分子营养学专(Molecular Nutrition)

《营养学》第十九章  分子营养学专(Molecular Nutrition)
家族性卵磷脂:胆固 醇转移酶缺陷
HDL的产生缺陷,HDLCh和apo A1水平降低。
营养素在短时间内不能改变这种遗传学命运,但可通过营养素 修饰这些基因的表达,从而改变这些遗传学命运出现的时间进程。 (一)基因表达的概念和基因表达调控的基本理论 1.基因表达的概念:所谓基因表达,是指按基因组中特定的结构基 因上所携带的遗传信息,经转录、翻译等一系列过程,指导合成特定 氨基酸序列的蛋白质而发挥特定生物功能的过程。
第十九章 分子营养学
Molecular Nutrition
一、分子营养学概述
(一)分子营养学定义
分子营养学(molecular nutrition)主要是研究营养素与基 因之间的相互作用及其对机体健康影响的规律和机制。一方面研 究营养素对基因表达的调控作用、对基因结构与稳定性的影响和 对机体状况的影响;另一方面研究遗传因素对营养素消化、吸收、 分布、代谢和排泄的决定作用。在此基础上,探讨二者相互作用 对生物体表型特征(如营养充足、营养缺乏、营养相关疾病、先 天代谢性缺陷)影响的规律,从而针对不同基因型及其变异、营 养素对基因表达的特异调节,制订出营养素需要量、供给量标准
3.营养素对基因表达的调控途径:营养素本身或其代谢产物可作为 信号分子,作用于细胞表面受体或直接作用于细胞内受体,从而激活 细胞信号转导系统,并与转录因子相互作用激活基因表达,或直接激 活基因表达。
2.基因表达调控的基本理论:真核基因表达的调控也是在多阶段水平 来实现的,即大致可分为转录前、转录、转录后、翻译和翻译后等5 个水平。 ⑴转录前调控:是指发生在基因组水平上基因结构的改变。这种调 控方式较稳定持久,甚至有些是不可逆的,主要由机体发育过程中的 体细胞分化来决定。其调控方式主要包括:基因丢失、基因扩增、基 因重排、甲基化修饰及染色体结构改变等。

生物化学课件19第十九章 细胞信号转导

生物化学课件19第十九章 细胞信号转导
细胞信号转导
细胞信号转导是生物体内一系列的化学反应和信息传递过程,影响细胞的活 动和功能。探索细胞信号转导的奥秘,为科学研究和医学治疗开辟新的可能。
细胞信号转导概述
定义
细胞信号转导是细胞内外信息的转导、传递和转化过程。
种类和特点
细胞信号转导可以通过多种方式进行,如激素、神经递质或细胞间相互作用。
重要性
效应蛋白接收信号并在细胞内 发挥特定的功能。
细胞信号转导的调节机制
1
调节机制的种类和作用
细胞信号转导的调节机制包括阳性和阴
调节机制的具体例子
2
性调节,用于平衡和控制细胞信号的强 度和持续时间。
具体调节机制包括磷酸化、去磷酸化、
蛋白质降解以及转录调节等。
细胞信号转导的应用
在疾病治疗方面的应用
深入研究细胞信号转导可以帮助我们理解疾病发生 的机制,并为疾病治疗提供新的靶点。
细胞信号转导在细胞生存、分化、增殖和适应环境等方面起着至关重要的作用。
细胞信号转导的分子机制
第一类信号转导分子: 第二类信号转导分子: 第三类信号转导分子:
受体蛋白
信号转导途径
效应蛋白
受体蛋白位于细胞膜上,可以 感受并与外界信号结合。
信号转导途径是外界信号通过 一系列蛋白质相互作用传递到 细胞内部的途径。
在生物科技方面的应用
利用细胞信号转导的原理,我们可以开发新型药物、 制备生物工程产品和改造生物反应器等。
总结
1 细胞信号转导的重要性和应用前景
细胞信号转导是生命的基础,对于理解细胞功能和疾病治疗具有重要意义。
2 发展方ห้องสมุดไป่ตู้和未来发展趋势
随着技术的不断进步,我们可以预见细胞信号转导研究将继续深入,并带来更多创新和 突破。
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其主要实验证据来自于三个方面:
(1)许多胞外信号刺激导致细胞质内Ca2+ 浓度([Ca2+]cyt) 瞬时的时空变化;
(2)钙离子通道的抑制剂(如La3+等)可抑制由信号刺激 引起的[Ca2+]cyt的时空变化,也抑制了相应的生理生化应答; (3)[Ca2+]cyt的时空变化参与了生长素和ABA的作用。
2、胞内信使系统
(3)环核苷酸信号系统(cAMP)
• 当信号分子与特异性受体蛋白结合 后,活化了腺苷酰环化酶(膜蛋白) • cAMP 作为第二信使活化 protein kinase A, a serine/threonine kinase. • 类似:cGMP
2、胞内信使系统
(4)蛋白质的磷酸化/去磷酸化系统
钙离子参与的信号转导途径
2、胞内信使系统
(2)肌醇磷脂信使系统
O
O O R1 C O H2C CH H2C O O C O P O OH
2 1
O H2 C O CH H2 C OH O C R2
R1
R2
C
diacylglycerol
O H
6
cleavage by Phospholipase C
• 信号转导(Transduction stage):
– 信号的转换:即将信号分子转化为一种能产生特异性细 胞应答的形式。
– 信号转导通常需要一系列不同分子的参与,呈现级联放 大形式
2、细胞信号转导分为三个阶段(时期):
• 应答(Response):
– 被转导的信号引发(triggers) 特异的生理生化过程的改变
(3)使细胞能够对信号产生特定响应,并作出功能上 或发育上决定(如基因转录、DNA复制和能量代谢等) 的有效方法; (4)将细胞一生所作出的所有决定加以联网的方法, 这样,细胞才能对在任何特定时刻作用于它的且种类繁 多的信号作出协同响应。
1、受体(Receptor)
• 受体的概念
受体是指存在于细胞内或细胞表 面,能与信号分子或称配基(ligand) 特异结合并能引起特定生理生化效应 的一类特殊的蛋白质。
本章讲课要点
• 了解信号转导的基本概念 • 掌握构成信号转导途径的基本要素及其特点
• 掌握信号转导的分子机理
• 了解信号转导研究的最新进展及发展趋势 学习方法:课堂讲授与课后自学相结合 课时安排:2学时
第一节 引言
图1 近30年来公开发表的与细胞信号转导相关的论文变化趋势
Table1 Nobel prizes awarded for research in signal transduction
一、信号与信号转导
1、信号及信号转导途径的基本概念
• 信号(signal):是指在生物体生长发育过程中所受到的各种 刺激,又称为初级信使(primary messenger)
• 信号的分类
来 胞 外 信 号
源 胞 内 信 号
分子性质
化 学 信 号 物 理 信 号
一、信号与信号转导
• 信号转导 :当受体细胞通过存 在于细胞表面或细胞内的某些 分子(受体)感受胞外信号或胞 内信号后,胞外信号转变为胞 内信号并通过一系列胞内信号 转导途径的组分,最终引起相 应基因表达的改变和特定的生 理生化响应(responses)。
L. H. Hartwell, R. T. Hunt, P. M. Nurse S. Brenner, H. R. Horvitz, J. E. Sulston
Prize M&P M&P M&P M&P M&P M&P
M&P M&P
Area of Research Signal transduction in the nervous system Signal hypothesis of protein translocation Role of NO as cellular messenger Structure and function of GTP-binding(G) proteins Alteration of enzyme activity phosphorylation/dephosphorylation by
OPO32 H
OPO32
5
H OH
3
OH H
4
OH
2
1
6
OPO32
5
H PIP2 phosphatidylinositol4,5-bisphosphate
H
2
H OH
3 4
OH H
H
OPO3
H
H
IP3 inositol-1,4,5-trisphosphate
H
OPO32
2、胞内信使系统
(2)肌醇磷脂信使系统
(Knowledge Environment, KE) 是近《科学》的编辑人员在《科学在线》上
开辟的新服务,专为一些特殊领域的研究人员提供丰富的、互联的、可检索 的信息和知识资源;包括读者自己的虚拟电子刊物、研究人员的网上社区和
研究所需的资源等。
目前已经运行的知识环境有两个:“信号转导”(Signal Transduction Knowledge Environment, 简称STKE) 和“衰老科学”(Science of Aging Knowledge Environment,简称SAGE KE)
N
Signal Receptor
?
?
? ?
?
Responses
?
Transcription
(7)信号转导的专一性
第二节 信号转导途径的基本组成成分
信号转导系统的各种要素
(1)接受细胞外信号刺激并将它们转换成细胞内信号 的成分;
(2)有序地激活一个或者有限几个“唱主调”的信号 转导途径,以诠释细胞内的信号;
的细胞外结构域、将受体固定在细 胞膜上的跨膜结构域和起传递信号
作用的胞内结构域三部分构成。这
些受体通常是跨膜蛋白质。然而, 也有一些受体可以通过聚糖磷脂酰
肌醇(GPI)键挂在
• 受体的分类
(2)细胞内受体:与上述几种膜 受体不同,一些信号分子(配基) (如多肽激素、生长因子等)的受 体是细胞内受体,它或者在细胞质 中,或者在细胞核中。脂溶性的信 号分子可以通过扩散方式穿过细胞 膜,直接进入细胞内;信号分子也 可以借助于某些载体蛋白进入细胞
(5)细胞死亡信号—这是细胞一生中发出的最悲壮、最惨烈的信号。这类信 号一旦发出,为了维护多细胞生物的整体利益和生物种系的最高利益,就在 局部范围内和一定数量上发生细胞的利他性自杀死亡!
二、信号转导系统的特征
2、信号转导途径的特性:
(1)信号转导分子存在的暂时性 (2)信号转导分子活性变化的可逆性 (3)信号转导分子激活机制的类同性 (4)信号转导途径的连贯性 (5)作用的瞬时性与效果的永久性 (6)信号转导的网络化
第三节 信号转导的分子机理 (以植物为例)
一、异三聚体G蛋白介导的信号转导
Roles of G-protein mediated signaling in plant growth and development and in the responses to environmental stress
Year 2000 1999 1998 1994 1992 1971
2001 2002
Recipient A. Carlsson, P. Greengard, E. Kandel G. Blobel R. Furchgott, L. Ignarro, F. Murad A. Gilman, M. Rodbell E. Fischer, E. Krebs E.W. Sutherland
• 受体的基本特征
(1)能识别和结合信号分子,具有专一性; (2)能转导信号为细胞反应,产生特定的生理生化效应; (3)具有组织特异性; (4)对配基具有高亲和性; (5)与配基结合具有饱和性和可逆性。
1、受体(Receptor)
• 受体的分类
(1)膜受体:这类受体存在于细
胞质膜上,通常由与配体相互作用
2、胞内信使系统
(4)蛋白质的磷酸化/去磷酸化系统
serine (Ser)
H H3N+ C CH2 OH COO
threonine (Thr)
H H 3N
+
C
COO

CH OH CH3
2、胞内信使系统
(4)蛋白质的磷酸化/去磷酸化系统
Protein Kinase
Protein OH + ATP Protein O O P O Pi H2O O + ADP
2、细胞信号转导分为三个阶段(时期):
• 感受(Perception):
即靶细胞(target cell)对来自于胞外的信号分子应答 (检测)。通常是通过位于细胞质膜上的蛋白质分子(称为 受体)所感知。当信号分子与受体蛋白特异性相互作用(结 合)后,引起后者发生某种变化(活性或构象等),进而下 游的信号转导过程。
因此,细胞信号转导过程可有助于一些关键性细
胞活性在恰当的时间、适合的细胞以及与其它细胞协
调地发生。
一、信号与信号转导
3、信号的归宿:
(1)细胞代谢信号—它们使细胞摄入并代谢营养物质,提供细胞生命活动所 需要的能量; (2)细胞分裂信号—它们使与DNA复制相关的基因表达,调节细胞周期,使 细胞进入分裂和增殖阶段; (3)细胞分化信号—它们使细胞内的遗传程序有选择地表达,从而使细胞最 终不可逆地分化成为有特定功能的成熟细胞; (4)细胞功能信号—如激素、蛋白、核苷酸等,使细胞能够进行正常的代谢 活动等;
衰老
生物大分子的
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