细胞信息传递
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细胞信息传递
分类
（一）神经递质
又称突触分泌信号(synaptic signal)
特点 由神经元细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用时间较短。
例如： 乙酰胆碱、去甲肾上腺素等
细胞信息传递
（二） 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用时间较长。
胞的代谢和功能 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质
细胞信息传递
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Leabharlann Baidu
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
细胞信息传递
第一节 信息物质
Signal Molecules
细胞信息传递
第十五章
细胞信息传递
Cell Communication and Signal Transduction
细胞信息传递
概述
外界环境变化时 单细胞生物 —— 直接作出反应 多细胞生物 ——通过细胞间复杂的信号传递 系统来传递信息，从而调控机体活动。
细胞信息传递
细胞信息传递方式
① 通过相邻细胞的直接接触 ② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细
细胞信息传递
* C-末端的高度保守的Cys残基在肾上腺素 能α受体、肾上腺素能β受体和视紫质受体中 可被棕榈酰化，可稳定受体胞内部分的三级 结构。
* 受体的C-末端和胞内第三环含有多个Thr和 Ser残基可被磷酸化，与抑制蛋白——β-视紫 红质抑制蛋白（arrestin）结合 ，使受体不 能再活化G蛋白而失活。
素
受体
维生 维生素A、维生素D 胞内 同上
素
受体 细胞信息传递
第二节
受体
Receptor
细胞信息传递
受体的定义
是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活 性分子并与之结合的成分，它能把识别和接 受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部， 进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是 糖脂。
能与受体呈特异性结合的生物活性分子 则称 配体(ligand)。
细胞信息传递
2. G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs)
又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体(serpentine receptor)
G蛋白偶联受体的结构
矩型代表-螺旋， N端细胞被信息糖传递基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化。
受体结构的特点 * 受体的N端可有不同的糖基化。 * 胞内的第二和第三个环能与G-蛋白相偶联 。 * 受体内有一些高度保守的半胱氨酸残基， 对维持受体的结构起到关键作用。
神经 乙酰胆碱、谷氨酸、 质膜 影响离子通道关闭
递质 –氨基丁酸
受体
生长 因子
类胰岛素样生长因 -1、质膜 表皮生长因子、 血 受体 小板衍生生长因子
引起酶蛋白和功能蛋白的 磷酸化和去磷酸化，改变 细胞的代谢和基因表达
蛋白质、多肽及氨基 质膜 同上
激素 酸衍生物类激素
受体
类固醇激素、甲状腺 胞内 调节转录
细胞信息传递
※ G蛋白(guanylate binding protein)
是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的外周蛋白，由、、 三个亚基组成。
有两种构象：非活化型；活化型
细胞信息传递
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
细胞信息传递
化学性质
无机离子：如 Ca2+ 脂类衍生物：如DAG、Cer 核苷酸：如cAMP、cGMP 糖类衍生物：如IP3 信号蛋白分子
细胞信息传递
※第二信使(secondary messenger)
在细胞内传递信息的小分子物质，如： Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花 生四烯酸及其代谢产物等。
（三）局部化学介质
又称旁分泌信号(paracrine signal
特点 由体内某些普通细胞分泌； 不进入血循环，通过扩散作用到达附近 的靶细胞； 一般作用时间较短。
例如 生长因子、前列腺素等。
细胞信息传递
（四）气体信号
例如 * NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸的胍基
而产生NO *血红素单加氧酶氧化血红素产生的CO
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
细胞信息传递
按内分泌激素的化学组成分为 含氮激素
如肾上腺素、甲状腺、 促甲状腺激素 、 胰高血糖素、胰岛素、生长激素等
类固醇激素 如性激素、皮质醇、醛固酮等
按激素受体的分布部位 ：
胞内受体激素: 甲状腺素、类固醇激素
胞膜受体激素: 除甲状腺素外其他的含氮激素
细胞信息传递
细胞信息传递
一、受体的分类、一般结构与功能
根据细胞定位
（一）膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶 嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分 为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和 单跨膜受体。
细胞信息传递
目录
1. 环状受体 —— 配体依赖性离子通道
乙酰胆碱受体
一、细胞间信息物质
定义 细胞间信息物质(extracellular signal molecules) 是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物 质的统称，又称作第一信使。
细胞信息传递
化学性质 * 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰
岛素等） * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、
肾上腺素等） * 类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） * 脂酸衍生物（如前列腺素） * 气体（如一氧化氮、一氧化碳）等
细胞信息传递
其他
有些细胞间信息物质能对同种细胞或 分泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信 号(autocrine signal)
有些细胞间信息物质可在不同的个 体间传递信息，如昆虫的性激素。
细胞信息传递
二、细胞内信息物质
定义
细胞内信息物质(intracellular signal molecules) 第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传 递细胞调控信号的化学物质。
※第三信使(third messenger)
负责细胞核内外信息传递的物质，又称 为DNA结合蛋白，是一类可与靶基因特异序 列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早 基因(immediate-early gene)的编码蛋白质 。
细胞信息传递
细胞间信息物质影响细胞功能的途径
种类 信息物质
受体 引起细胞内的变化
分类
（一）神经递质
又称突触分泌信号(synaptic signal)
特点 由神经元细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用时间较短。
例如： 乙酰胆碱、去甲肾上腺素等
细胞信息传递
（二） 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用时间较长。
胞的代谢和功能 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质
细胞信息传递
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Leabharlann Baidu
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
细胞信息传递
第一节 信息物质
Signal Molecules
细胞信息传递
第十五章
细胞信息传递
Cell Communication and Signal Transduction
细胞信息传递
概述
外界环境变化时 单细胞生物 —— 直接作出反应 多细胞生物 ——通过细胞间复杂的信号传递 系统来传递信息，从而调控机体活动。
细胞信息传递
细胞信息传递方式
① 通过相邻细胞的直接接触 ② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细
细胞信息传递
* C-末端的高度保守的Cys残基在肾上腺素 能α受体、肾上腺素能β受体和视紫质受体中 可被棕榈酰化，可稳定受体胞内部分的三级 结构。
* 受体的C-末端和胞内第三环含有多个Thr和 Ser残基可被磷酸化，与抑制蛋白——β-视紫 红质抑制蛋白（arrestin）结合 ，使受体不 能再活化G蛋白而失活。
素
受体
维生 维生素A、维生素D 胞内 同上
素
受体 细胞信息传递
第二节
受体
Receptor
细胞信息传递
受体的定义
是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活 性分子并与之结合的成分，它能把识别和接 受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部， 进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是 糖脂。
能与受体呈特异性结合的生物活性分子 则称 配体(ligand)。
细胞信息传递
2. G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs)
又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体(serpentine receptor)
G蛋白偶联受体的结构
矩型代表-螺旋， N端细胞被信息糖传递基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化。
受体结构的特点 * 受体的N端可有不同的糖基化。 * 胞内的第二和第三个环能与G-蛋白相偶联 。 * 受体内有一些高度保守的半胱氨酸残基， 对维持受体的结构起到关键作用。
神经 乙酰胆碱、谷氨酸、 质膜 影响离子通道关闭
递质 –氨基丁酸
受体
生长 因子
类胰岛素样生长因 -1、质膜 表皮生长因子、 血 受体 小板衍生生长因子
引起酶蛋白和功能蛋白的 磷酸化和去磷酸化，改变 细胞的代谢和基因表达
蛋白质、多肽及氨基 质膜 同上
激素 酸衍生物类激素
受体
类固醇激素、甲状腺 胞内 调节转录
细胞信息传递
※ G蛋白(guanylate binding protein)
是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的外周蛋白，由、、 三个亚基组成。
有两种构象：非活化型；活化型
细胞信息传递
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
细胞信息传递
化学性质
无机离子：如 Ca2+ 脂类衍生物：如DAG、Cer 核苷酸：如cAMP、cGMP 糖类衍生物：如IP3 信号蛋白分子
细胞信息传递
※第二信使(secondary messenger)
在细胞内传递信息的小分子物质，如： Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花 生四烯酸及其代谢产物等。
（三）局部化学介质
又称旁分泌信号(paracrine signal
特点 由体内某些普通细胞分泌； 不进入血循环，通过扩散作用到达附近 的靶细胞； 一般作用时间较短。
例如 生长因子、前列腺素等。
细胞信息传递
（四）气体信号
例如 * NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸的胍基
而产生NO *血红素单加氧酶氧化血红素产生的CO
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
细胞信息传递
按内分泌激素的化学组成分为 含氮激素
如肾上腺素、甲状腺、 促甲状腺激素 、 胰高血糖素、胰岛素、生长激素等
类固醇激素 如性激素、皮质醇、醛固酮等
按激素受体的分布部位 ：
胞内受体激素: 甲状腺素、类固醇激素
胞膜受体激素: 除甲状腺素外其他的含氮激素
细胞信息传递
细胞信息传递
一、受体的分类、一般结构与功能
根据细胞定位
（一）膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶 嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分 为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和 单跨膜受体。
细胞信息传递
目录
1. 环状受体 —— 配体依赖性离子通道
乙酰胆碱受体
一、细胞间信息物质
定义 细胞间信息物质(extracellular signal molecules) 是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物 质的统称，又称作第一信使。
细胞信息传递
化学性质 * 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰
岛素等） * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、
肾上腺素等） * 类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） * 脂酸衍生物（如前列腺素） * 气体（如一氧化氮、一氧化碳）等
细胞信息传递
其他
有些细胞间信息物质能对同种细胞或 分泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信 号(autocrine signal)
有些细胞间信息物质可在不同的个 体间传递信息，如昆虫的性激素。
细胞信息传递
二、细胞内信息物质
定义
细胞内信息物质(intracellular signal molecules) 第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传 递细胞调控信号的化学物质。
※第三信使(third messenger)
负责细胞核内外信息传递的物质，又称 为DNA结合蛋白，是一类可与靶基因特异序 列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早 基因(immediate-early gene)的编码蛋白质 。
细胞信息传递
细胞间信息物质影响细胞功能的途径
种类 信息物质
受体 引起细胞内的变化