电子科大细胞生物学第八章细胞信号转导文稿演示

3、第二信使与分子开关
细胞外信号分子称为第一信使（first messenger） 。
第一信使与受体作用后在胞内最早产生的 信号分子称为第二信使（second messenger）。
目前公认的第二信使有：cAMP、cGMP、 IP3、DG等，Ca2+曾被当作第二信使，现一 般认为是磷脂酰肌醇信号通路的第三信使。
② 不同细胞可能具有相同的受体，当 与同一种信号分子结合时，不同细 胞对同一信号可能产生不同的反应。 或同一细胞上不同的受体应答于不 同的胞外信号可能产生相同的效应。
例如：肝细胞肾上腺素受体和 胰高血糖素受体在结合各自配体被 激活后，都能促进糖原降解而使血 糖升高。
③ 一种细胞具有一套多种类型的受体， 应答多种不同的胞外信号，从而启 动细胞不同生物学效应，如存活、 分裂、分化或死亡。
接触性依赖的通讯 细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞 的跨膜蛋白。
间隙连接实现代谢偶联或电偶联
2、细胞识别（cell recognition）
1）概念：
细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子 （配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系 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。
2）信号通路（signaling pathway）
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，这种反应系 列称之为细胞信号通路。
第二节 细胞的信号分子与受体
1、信号分子（signal molecule）
亲脂性信号分子：可穿过细胞膜进入细胞，与细胞质 或细胞核中的受体结合形成激素受体复合体，调节基因表达。主要 代表甾类激素和甲状腺素。
第二信使学说
Sutherland及其合作者在70年代初提出 激素作用的第二信使学说（second messenger theory）：
胞外化学物质（第一信使）不能进 入细胞，它作用于细胞表面受体，而导 致产生胞内第二信使，从而激发一系列 生化反应，最后产生一定的生理效应， 第二信使的降解使其信号作用终止。
第三节 细胞信号转导主要途径
1、细胞内受体介导的信号转导
（1）甾类激素分子信号通路（重点） （2）一氧化氮信号通路（重点）
2、细胞表面受体介导的信号转导
（1）离子通道偶联受体介导的信号跨膜传递 （2） G-蛋白偶联受体介导的信号跨膜传递（重点） （3）酶偶联受体介导的信号跨膜传递（重点）
3、细胞表面整联蛋白受体介导的信号转导
亲水性信号分子：不能穿过细胞膜的脂双层分子，只 能通过与靶细胞表面受体结合，经 信号转换机制，在胞内产生第二信 使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶活 性，引起细胞应答反应。包括神经 递质、生长因子、局部化学递质和 大多数激素。
气体性信号分子：NO
2、受体（receptor）
1）概念：
能够识别和选择性结合某种配体 （信号分子）的大分子，当与配体结合 后，通过信号转导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， 最终表现为生物学效应。
4）受体的特性：
① 特异性 ② 高度亲和力 ③ 饱和性
受体与信号分子空间结构的互补性是 两者特异结合的主要因素，但并不意味着 受体与配体之间是简单的一对一的关系。 表现在：
① 不同细胞，对同一种化学信号分子 可能具有不同受体。
例如，同为乙酰胆碱，作用于骨骼肌 细胞引起收缩；作用于心肌细胞降低收缩 频率；作用于唾腺细胞则引起分泌。
电子科大细胞生物学第八章细胞信号转导文稿演示
第八章 细胞信号转导
本章教学内容
概述 细胞的信号分子与受体 细胞信号转导主要途径
细胞内受体介导的信号转导 细胞表面受体介导的信号转导 细胞表面整联蛋白受体介导的信号转导
细胞信号传递的基本特征
第一节 概述
1、细胞通讯（cel
（1）细胞内受体的结构特征
细胞内受体的 本质是激素激活的 基因调控蛋白，构 成细胞内受体超家 族。在细胞内，受 体与抑制性蛋白 （如Hsp90）结合 形成复合物，处于 非活化状态。配体 （如皮质醇）与受 体结合，将导致抑 制性蛋白从复合体
3）受体的功能：
① 介导物质跨膜运输(如：受体介导的内吞作用) ② 参与细胞信号转导 特异识别和结合配体，将配体信号准确无误放大并 传递到胞内，启动胞内一系列生化反应，最后使细胞产 生特定生理反应。
受体的激活（activation）→级联反应。 受体失敏（desensitization ）→关闭反应。 减量调节（down-regulation）→降低反应。
受体多为糖蛋白。一般至少包括两个功能区域： ①与配体结合的区域：具有结合特异性 ②产生效应的区域：产生特异效应
2）类型： ① 细胞内受体: 为胞外亲脂性信号分子所激活。
② 细胞表面受体:
为胞外亲水性信号分子所激活。 细胞表面受体分属三大家族：
离子通道偶联受体（ion-channel-linked receptor, ICLR） G-蛋白偶联受体（G-protein-linked receptor, GPLR） 酶偶联受体（enzyme-linked receptor, ELR）
（1）细胞通讯概念
一个细胞发出的信息通过介质传递到 另一个细胞，使另一细胞产生相应反应的 过程。
细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生 和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞 的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。
（2）细胞通讯方式
分泌化学信号进行通讯 内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化学突触（chemical synapse）
cAMP
开关分子 细胞内信号传递中，起着开启和 关闭胞内信号传递作用的一些蛋 白质分子。
可分为两类：
① 一类为其活性由蛋白激酶使之磷酸化而开 启，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而关闭的开关蛋 白。许多由可逆磷酸化控制的开关蛋白是蛋白激酶 本身，在细胞内构成信号传递的磷酸化级联反应 。
② 另一类主要开关蛋白由GTP结合蛋白组成， 结合GTP而活化，结合GDP而失活。