细胞通讯与细胞信号转导-北京大学

细胞通讯与信号转导

北京大学医学部

细胞生物学系

第一节基本概念

第二节膜受体介导的信号转导

第三节细胞内受体介导的信号转导

信号通路

第四节Wnt/β-catenin

catenin信号通路

第五节细胞信号转导与疾病

第一节基本概念

一、基本概念

1.细胞通讯(cell signaling)：指细胞通过释放信号分子分子，，实现细胞之间实现细胞之间、、以及细胞与其环境之间的信息交流的信息交流。。

2.细胞间通讯(cell-cell communication)：特指细胞之间的信息交流之间的信息交流，，即一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。。

第一节基本概念

一、基本概念

3.细胞识别(cell recognition)：以某个细胞为主体，表述对其周围环境的识别表述对其周围环境的识别。。细胞周围的环境包括境包括：：

−

细胞环境细胞环境：：即其它相邻的自体或异体细胞即其它相邻的自体或异体细胞；；−分子环境分子环境：：包括激素包括激素、、细胞因子细胞因子、、信息素信息素、、营养物营养物、、异物异物、、毒物毒物、、理化因子等理化因子等。。

一、基本概念

4.信号转导(signal transduction)：细胞外的信号分子通过与相应的受体作用子通过与相应的受体作用，，引发细胞将胞外信号转变为胞内信号的过程号转变为胞内信号的过程。。

5.信号转导途径或通路(signaling pathway)：细胞通讯过程中涉及的一系列分子相互作用顺序通讯过程中涉及的一系列分子相互作用顺序。。第一节基本概念

二、细胞信号分子

三、受体

三、受体

三、受体

三、受体

三、受体

四、第二信使与信号开关

四、第二信使与信号开关

四、第二信使与信号开关

Signaling by phosphorylation Signaling by GTP-binding protein

枢纽性蛋白激酶枢纽性蛋白激酶（（PK ）

PKA: cAMP 信号通路

PKB （即AKT ）：）：启动启动PI3-kinase 依赖性细胞存活通路PKCs: IP3/DAG/Ca2+ 信号通路等

PKD: 即为PKCmu

PKG: cGMP 信号通路

PKI ：将PKA 的C-亚单位排出细胞核

PKR: dsRNA-dependent kinase ，抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成，，参

与双链RNA 引起的固有免疫引起的固有免疫。。

五、G蛋白

G 蛋白蛋白（（Guanine n u cleotide binding proteins, or GTP －binding proteins, or G proteins ）类信号开关：

包括单体G 蛋白和三聚体G 蛋白两大类，二者均通过G 蛋白上结合的GDP 交换为GTP 而活化活化，，并通过G 蛋白本身具备的GTP 酶活性将结合的GTP 水解为GDP 而失活。

单体G 蛋白蛋白（（Monomeric g uanine

n u cleotide binding proteins ），），又称为小又称为小GTP 酶（s mall GTPase s ）或小G 蛋白蛋白（（s mall G proteins ）。如：Ras , Ran, Rho , Rac , Cdc42, Arf , EF －Tu.

三聚体G 蛋白蛋白（（t rimeric g uanine

n u cleotide binding proteins ）。）。或称为大或称为大G 蛋白（large G proteins ）。如：Gs, Gi , Gq .

单体G 蛋白蛋白（（小GTP 酶）信号开关的运转特点:GEF (guanine nucleotide -exchange factor): facilitates dissociation of GDP from the G

protein (故又称为GDP-releasing factors, GRF); and then GTP binds G protein spontaneously, yielding the active form (G pr -GTP). 例子例子：：SOS

GAP (GTPase -activating protein): accelerates the hydrolysis of the bound GTP, yielding the inactive form (G pr -GDP GDP).

六、蛋白质激酶
蛋白质激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 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。 − 蛋白质激酶主要有蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 − 蛋白酪氨酸激酶 − 蛋白丝氨酸/苏氨酸双特异性激酶 蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面： − 其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性， − 通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞
反应。

第一节 基本概念 第二节 膜受体介导的信号转导 第三节 细胞内受体介导的信号转导 第四节 细胞信号转导与疾病

第二节膜表面受体介导的信号转导
一、通道偶联受体介导的信号通路 二、G蛋白偶联受体介导的信号通路
− cAMP 信号通路 − 磷脂酰肌醇 信号通路
三、酶偶联受体介导的信号通路
− 受体蛋白质酪氨酸激酶信号通路(即Ras/MAPK信号 通路)