细胞通讯与信号转导

细 胞 信 号 转 导 模 式 图
信号：黄体生成素 细胞：睾丸间质细胞 反应：雄激素生成增多
信号接收装置-受体 receptors
受体: 位于细胞膜表面或细胞内部的一类特 殊蛋白质,能特异地识别信号分子(配体),并 以很高的亲和力与之结合,从而启动细胞内信 号转导通路。 1. 细胞表面受体(膜受体)－其配体为水溶性 2. 细胞内受体（核受体）－其配体为脂溶性
上世纪90年代以来信号转导研究领域 获诺贝尔奖的科学家
• 1991，Nelzer和sokmann：离子通道 • 1992，Krebs和Fisher：
糖原代谢中蛋白质的可逆磷酸化 • 1994，Gilman和Rodbell： G蛋白信号传导 • 1998, Palmer，NO的信号传导 • 2003年，Agre 和MacKinnon，水通道和离子通道
AMP
cAMP
细胞内信使 (第二信使)
第十一章
细胞通讯与信号转导
Cell Communication & Signaling
细胞生活在社会中
单细胞：细胞与环境 多细胞：细胞与细胞、与环境
• 细胞生存要求它们能感知环境中信号， 并对之作出反应。多细胞生物的不同 细胞之间需要协调互相关系，共同应 对环境信号。这些需求通过细胞通讯 和信号转导实现。
第一节 细胞通讯与信号转导的基本知识 第二节 受体及其信号转导途径 第三节 细胞信号转导的调节 第四节 细胞信号转导途径之间的
相互作用
第一节 细胞通讯与信号转导的基本知识
一、细胞通讯的分类 二、细胞通讯与信号转导系统的构成 三、细胞通讯与信号转导的一些特点
一、细胞通讯的分类
1. 接触依赖型 2. 旁分泌型 3. 突触型 4. 内分泌型 5. 自分泌型 6. 间隙连接型
1. 接触依赖型
2. 旁分泌型
AUTOCRINE
3. 突触型
GAP JUNCTION
4. 内分泌型
5. 自分泌型
6. 间隙连接型
细胞通讯的分类
(信号发放细胞-靶细胞)
1. 接触依赖型 锚着于质膜上的信号分子直接接触靶细胞质膜 上受体。如膜抗原递呈分子被免疫细胞识别。
2. 旁分泌型 信号释放至附近基质，作用于局部。如生长因子。 3. 突触型 信号为神经递质，释放至突触间隙，作用于突触后
胞核之间的信号传导链。
信
号 1.接力蛋白-将信号传至相邻下游分子
转 2.信使蛋白-将信号传至细胞内另一亚区
导 3.接合蛋白-通过特定结构域偶联其上下分子
装 4.信号放大蛋白-生成大量调节性小分子即第二信使
置 5.信号转换蛋白-将信号转换成另一种形式
: 转
6.切分蛋白-接收一条线路输出至多条
导 7.整合蛋白-接收多条线路并整合/输出至一条
细胞对信号的反应: 1.细胞质：蛋白质活性改变 2.细胞核： 基因表达改变转录出新的或更多的蛋白质
细胞信号转导的研究内容
• 对环境作出反应： • 皮肤黑素细胞在紫外线照射下黑色素生成增多 • 视网膜视杆细胞的感光作用
• 细胞之间的通讯： • 心肌细胞的同步跳动 • 运动神经末梢对肌肉的支配 • 雄激素对靶细胞的作用 • 中性粒细胞的趋化运动
膜（另一个神经元）。如乙酰胆碱与其受体。 4. 内分泌型 信号为激素，经血液作用于全身靶细胞。如性激
素与其受体。 5. 自分泌型 信号释放至周围基质，作用于自身。如细胞因子。 6. 间隙连接型 信号经缝隙连接作用于相邻细胞。如cAMP。
二、细胞通讯与信号转导系统的构成
信号转导的基本模式:
细胞外信号分子被细胞的信号接收装置(受体) 所感知,然后细胞内的信号转导装置(一系列信号转 导蛋白)被依次激活,信号借此逐步传递下去,最后, 特定的靶蛋白(参与代谢的酶、基因调节蛋白、细胞 骨架蛋白等)被激活，由此引起细胞的各种反应。
• 细胞通讯： 细胞之间可以通过分泌信号分子或直接 接触而相互实施调控。
• 细胞信号转导： 细胞感受环境信号、把这种信号转导入 细胞内，并做出反应的过程。
酵母对邻近细胞释 放的交配因子发生 反应而形成朝向因 子源头的突起
shmoos
卵子受精引发胞质ຫໍສະໝຸດ Baidu溶胶钙离子快速增 加，并形成从精子 进入部位向整个细 胞播散的钙波。
蛋 8.潜在基因调节蛋白-膜受体自身活化后移入核内
白
信
号
转
接合蛋白
导
装
信号放大蛋白
置
:
转
导
图15－16
蛋
白
细胞内信使 intracellular messenger
－在细胞内信号途径上某些节点快速大量增 多、能迅速将信号播散至各个下游通路的小 分子。
又被称为第二信使（胞外信号为第一信使）
腺苷酸环化酶(AC)
信号接收装置-受体 receptors
1. 细胞表面受体 2. (膜受体membrane receptors) 3. －其配体为水溶性
2. 细胞内受体 （核受体nuclear receptors） －其配体为脂溶性
膜受体种类：
1. 离子通道偶联受体
存在于电兴奋性细胞（神经、肌肉细胞）之间 的突触部位，是神经递质的受体，将化学信号转变 为电信号。如乙酰胆碱受体。
2. G蛋白偶联受体
许多激素和神经递质的受体, 如肾上腺素受体。
3. 酶偶联受体
生长因子和细胞因子的受体。其胞内结构域本 身具有酶活性或与酶偶联。
信
号
G蛋白偶联受体
接
收
装
置
离子通道偶联受体
:
膜
受
酶偶联受体
体
信号转导装置 -转导蛋白 transduction proteins
1、一系列蛋白质 2、依次经历活化-失活,构成从膜受体到细
二、细胞通讯与信号转导系统的构成
信号分子 信号接收装置
信号转导装置
靶蛋白 效应
二、细胞通讯与信号转导系统的构成
信号转导系统的构成： 1. 信号接收装置 2. 信号转导装置 3. 第二信使
信号接收装置: 入室线座(电信号) -膜受体
信号转导装置: 座机
-转导蛋白
信号传出装置: 听筒(声音)
-第二信使
这个钙波刺激质膜发生改变 ，防止其他精子进入，并启 动受精卵发育 受精中得钙波
• 信号：
物理性－光、温度、压力、辐射等 化学性－激素、生长因子、细胞因子、
神经递质、气体等
• 细胞信号转导：
细胞感受环境信号、把这种信号转导入细胞内，并 做出反应的过程。
• 细胞信号转导是细胞对环境做出反应及细胞之间相 互通讯、调控的手段。