细胞生物-第十章 细胞信号转导1h

当Gα与GTP结合时，Gα与Gβγ相互解离，G蛋白活化（开启）。 当GTP被水解成GDP，Gα与Gβγ亚基重新结合，G蛋白变为失活状 态（关闭）。
❖ G蛋白活化的效应不都是兴奋性，相反有些G蛋白具
有抑制作用，这主要取决于G蛋白具有何种类型的Gα 亚基， Gαi是抑制型，Gαs是兴奋型。同一个信号分 子作用到不同的G蛋白偶联的受体，产生的结果可能
❖ 一、G蛋白耦联受体信号通路
❖ （一）G蛋白
❖ G蛋白是一类能与GTP或GDP结合的蛋白的简称。 G蛋白位于细胞膜内侧，是由αβγ（Gα Gβ Gγ)3个亚基组成的三聚体，在信号转导中起 关键作用，G蛋白必须与细胞膜受体相互作用 才能发挥其功能。
❖ 与G蛋白耦联的受体多为一些激素类受体，其结构特 征是分子内含有7段疏水性跨膜序列，N端位于细胞 外侧，C端位于细胞内侧。 G蛋白耦联与配体结合后 通过激活本身藕联的G蛋白，启动下游多种信号转导 通路并导致各种生物效应。
子通道受体、G蛋白耦联受体和酶偶联受体。
细胞膜受体主要分为离子通道型， G蛋白耦联型和催化酶偶联型三种形式。
❖ （三）胞内受体
❖ 胞内受体位于细胞质或核质中。
❖ 当配体与相应的胞内受体结合时形成配 体--受体复合物，这种复合物都要进入 细胞核才能发挥其作用，因此统称为核 受体。
❖
第二节 信号通路
其化学组成被分为激素、神经递质、局部介 质三类： ❖ （一)激素 ❖ 是由特定细胞分泌的对靶细胞的物质代谢或 生理功能起调节作用的一类微量有机分子。
❖
❖ 激素
❖ ❖
类固醇 非类固醇
蛋白质类 氨基酸衍生物类
❖
❖ 激素自内分泌细胞分泌后进入血液循环，之 后再被送到各个组织器官，产生生理作用。
❖ 激素主要通过远端分泌、旁分泌以及自分泌 三种方式作用到靶细胞。
第十章
❖
❖ 细胞信号转导
❖ 多细胞生物体内的细胞与细胞之间存在着相互 沟通、相互作用、相互依赖的关系，多细胞生 物的这种现象称为细胞的社会性。（例如发短 信）。
❖ 通过信号分子与受体的相互作用，将信号导入 细胞并进行传递，引发细胞内特异性生物学效 应的过程称为细胞信号转导.
❖ 信号转导中首先要产生一种信号分子，作用到 接收信号细胞表面的受体，引发一系列后续反 应，最终产生细胞应答反应。
三类信号分子及其信号传导方式
某些亲脂性分子，如甾族激素、甲状腺 素、一氧化氮都可直接穿过细胞膜， 与细胞内效应分子立即作用。
而一些水溶性分子需要借助细胞膜受体，
才能进入细胞内。参考p198表
❖ 二、受体
❖ （一）受体的本质、分类及其特点
❖ 细胞对外界信号分子的反应性取决于其是否存在与之相 结合的受体。
❖ （二）神经递质
❖ 神经递质也属于一类信号分子，神经递质 是神经末梢分泌的化学物质，在突触处释 放，瞬间传递邻近的神经细胞。
❖ 属于神经递质的物质有乙酰胆碱，去甲肾 上腺素，多巴胺，脑啡肽，谷氨酸等。
❖ （三）局部介质
❖ 局部介质指细胞于局部释放的一类信号分 子，只在局部发挥作用。
❖ NO作为一种气体，也属于信号分子。
是截然相反的。
❖ （三）第二信使 ❖ Gα活化后 激活 腺苷酸环化酶 催化 ATP ❖ 脱去两个磷酸根 环腺苷一磷酸（cAMP） 而后
离。腺苷酸环化酶是Gα的底物，胞内cAMP含 量增加，G蛋白活化向下传递着两套信息：
❖ ①第二信使通路②离子通道。
❖ 3、G蛋白的失活 ❖ 如果撤去了配体的刺激，理论上就可以使G
蛋白失活，另一种方式是与Gα结合的GTP发 生水解，变为GDP。 ❖ G蛋白可发生自身水解而失活，Gα结合的 GTP一旦水解成GDP，便与Gβγ重新组合，形 成无活性的G蛋白。
❖ 1、受体-配体结合使G蛋白活化 ❖ 当配体与受体结合，受体构象发生变化，
导致与G蛋白的亲和性大大提高，紧接着受 体与G蛋白发生耦联，使G蛋白α亚基脱去 GDP，并与一个GTP结合，此刻G蛋白处于活 化状态。
GTP
❖ 2、活化的G蛋白传递信号 ❖ GDP与GTD的互换使Gα的构象改变并与Gβγ分
❖ 受体-----是指能与细胞外信号分子特异性相结合并引发 细胞后续反应的一类蛋白质。
❖ 根据受体位置不同分为膜受体、胞内受体和核受体三类。
❖ 受体的的四个特点：① 特异性 ②亲合力
❖
③ 饱和性 ④可逆性
❖ 能与受体发生特异性结合的分子统称为配体
❖
❖ （二）膜受体 ❖ 位于细胞膜表面的受体称为膜受体，分为离
❖ 信号通路是指信息沿着某一特定方向传递的 路径。
❖ 作为信号分子的蛋白质往往都具有酶活性， 当信息传递时，它们自身的活性和结构发生 改变，催化下游的信号分子活化。能够引起 蛋白质构象改变的有两类蛋白酶：蛋白激酶 和磷酸酶。
❖ 蛋白激酶使作为底物的蛋白质发生磷酸化。
❖ 磷酸酶则使蛋白质底物发生去磷酸化。
❖ 细胞信号通路的复杂程度不亚于互联网络，其 中绝大多数通路还未破解。
❖ 信号通路中每一个成员本身被上游分子所活化 后，又可激活下游底物，因此细胞的信号分子 一般都具有酶的活性。
❖ 信号分子的底物相对比较固定，具有一对一的 特点。大多数蛋白质信号分子的活化形式是磷 酸化，就是在肽链上某个特定氨基酸残基发生 磷酸化反应。但也有少数蛋白质分子活化形式 是去磷酸化。
❖ 细胞间的信号转导步骤涉及到多个环节，包 括以下几个方面：
❖ ①信号分子必须能被靶细胞膜表面受体特异 性识别。
❖ ②信号由细胞膜外传递到细胞膜内。 ❖ ③信号分子作用到膜上或膜内的效应分子， ❖ 启动细胞应答反应。 ❖ ④随着信号分子的失活和降解或胞外刺激强 ❖ 度的消退，上述反应即告停止。
❖ 第一节 信号分子与受体 ❖ 一、信号分子 ❖ 许多物质可作为信息传递的信号分信号转 导效应。
❖ （二） G蛋白耦联受体的活化步骤
❖ 作为G蛋白耦联受体的配体（即信号分子） 可以是激素、生长因子、细胞因子、神经 递质等。
❖ 生长因子是指一类通过与特异的、高亲和 的细胞膜受体结合，调节细胞生长的多肽 类物质。
❖ 细胞因子是一类能在细胞间传递信息、具 有免疫调节和效应功能的蛋白质或小分子 多肽。