生物化学教学课件:信号转导通路
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Signal-Transduction Pathways
信号转导通路
1
2012年,诺贝尔 化学奖
Brian K. Kobilka
Robert J. Lefkowitz
“for studies of G-protein-coupled receptors” 表彰他们对G蛋白耦联受体的研究
人高度紧张时“肾上腺素开始大量分泌”
信号 受体 反应: 手触摸就是刺激(信号),
小叶合拢就是反应。偶联刺激到反应之间的 生化和分子途径, 就是这个反应的信号转导通路
触摸 含羞草 后, 小叶合拢
12
细胞信号转导网络的简单模式
(信号输入)
(信号输出)
13
Signal Transduction Pathway: Complicated
疫反应少 • 无伦理问题 需要探讨的问题 • 病毒载体转染的安全性
植物的生长发 育是在环境因 子的影响下正 确进行时空表 达的过程
10
How could the inside of the cell know what was happening on the outside?
signal transduction!
biosignaling pathways
23
1 Four basic characteristics:
1.1 Specificity 1.2 Amplification 1.3 Desensitization/Adaptation 1.4 Integration
24
Specificity
Signal molecule fits binding site on its complementary receptor; other signals do not fit.
Time to flee!
脑:神经信号警告 眼:瞳孔
身体各部位,释放 放大,视
心脏:心率加速
激素激活肾上腺 野变窄
肺:气管扩张,
呼吸频率加快
肌肉:血量增加,
肌肉收缩
髓质 皮质醇
皮质
肾上腺素
去甲肾上腺素
肝脏:糖原分解,
糖被释放到血液
脂肪细胞:脂肪
酸被释放到血液
肠胃:流入消化
系统的血量减少
How could the inside of the cell know what was happening on the outside?
信号转导要素:信号或配体, 受体, 信号放大
(产生第二信使), 应答和反馈调节
22
PARTⅠ
1 Basic characteristics of signal transduction 2 Four general types of signal transducers
PARTⅡ
1 Regulatory mechanisms 2 Some diseases caused by defects in the
由于衰老和疾病,多种细胞或器官需要修复;
来源? 伦理 (胚胎干细胞)?
干细胞分化: 根据组织局部 微环境的差异
而分化成 相应的细胞
Whether the specialisation of cells is reversible
in human?
2011年,Science 评出 本世纪前十年十大科学成就:
5. 细胞重编程:将充分发育的细胞进行“重编程”,使其成 为多能干细胞-具有成为其身体中任何类型细胞的能力。
干细胞分化: 根据组织局部 微环境的差异
而分化成 相应的细胞
6
2012年,诺贝尔生理/医学奖
John B. Gurdon
Shinya Yamanaka
For the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent
18
Intracellular signaling (细胞内信号)
19
Electron-micrograph of macrophage (pink) attacking Escherichia coli (green)
20
M吞噬处理入侵细菌及提呈抗原的机制
21
Signal
Receptor
Signals for phagocytosis
14
Important roles of biosignaling
➢ Functional integration of distant organs, tissues and cells requires communication;
➢ Signaling is perhaps a primal requirement to respond to our environment;
“发现成熟细胞可以重新编程而获得多能性”
iPS, induced pluripotent stem cell
诱导多能干细胞
中枢神经
上皮
软骨
脂肪
引入关键基因 体细胞重新编程
肌肉 畸胎瘤实验
iMice
iPS-derBaidu Nhomakorabeaved mice
iPS在疾病治疗中的应用
优势 • 诱导简单,容易操作 • 可从自体细胞中获得,免
常见四种类型:
Endocrine (内分泌) Paracrine (旁分泌) Autocrine (自分泌) Membrane attached protein
16
Four schemes of intercellular signaling (1)
17
Four schemes of intercellular signaling (2)
➢ The foundation of any complex response pathway lies with cellular biochemicals.
Biosignaling
Intercellular(细胞间)& Intracellular(细胞内)
15
Intercellular signaling (细胞间信号)
FcR
CR3
Amplification
PLC
PLD
Transduction
second
messengers
Ca++
src
PKC
MAPK PI3k RhoGTPase
gelsolin
Arp2/3
Responses
Actin rearrangement Phagocytosis; Oxidative activation
信号转导通路
1
2012年,诺贝尔 化学奖
Brian K. Kobilka
Robert J. Lefkowitz
“for studies of G-protein-coupled receptors” 表彰他们对G蛋白耦联受体的研究
人高度紧张时“肾上腺素开始大量分泌”
信号 受体 反应: 手触摸就是刺激(信号),
小叶合拢就是反应。偶联刺激到反应之间的 生化和分子途径, 就是这个反应的信号转导通路
触摸 含羞草 后, 小叶合拢
12
细胞信号转导网络的简单模式
(信号输入)
(信号输出)
13
Signal Transduction Pathway: Complicated
疫反应少 • 无伦理问题 需要探讨的问题 • 病毒载体转染的安全性
植物的生长发 育是在环境因 子的影响下正 确进行时空表 达的过程
10
How could the inside of the cell know what was happening on the outside?
signal transduction!
biosignaling pathways
23
1 Four basic characteristics:
1.1 Specificity 1.2 Amplification 1.3 Desensitization/Adaptation 1.4 Integration
24
Specificity
Signal molecule fits binding site on its complementary receptor; other signals do not fit.
Time to flee!
脑:神经信号警告 眼:瞳孔
身体各部位,释放 放大,视
心脏:心率加速
激素激活肾上腺 野变窄
肺:气管扩张,
呼吸频率加快
肌肉:血量增加,
肌肉收缩
髓质 皮质醇
皮质
肾上腺素
去甲肾上腺素
肝脏:糖原分解,
糖被释放到血液
脂肪细胞:脂肪
酸被释放到血液
肠胃:流入消化
系统的血量减少
How could the inside of the cell know what was happening on the outside?
信号转导要素:信号或配体, 受体, 信号放大
(产生第二信使), 应答和反馈调节
22
PARTⅠ
1 Basic characteristics of signal transduction 2 Four general types of signal transducers
PARTⅡ
1 Regulatory mechanisms 2 Some diseases caused by defects in the
由于衰老和疾病,多种细胞或器官需要修复;
来源? 伦理 (胚胎干细胞)?
干细胞分化: 根据组织局部 微环境的差异
而分化成 相应的细胞
Whether the specialisation of cells is reversible
in human?
2011年,Science 评出 本世纪前十年十大科学成就:
5. 细胞重编程:将充分发育的细胞进行“重编程”,使其成 为多能干细胞-具有成为其身体中任何类型细胞的能力。
干细胞分化: 根据组织局部 微环境的差异
而分化成 相应的细胞
6
2012年,诺贝尔生理/医学奖
John B. Gurdon
Shinya Yamanaka
For the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent
18
Intracellular signaling (细胞内信号)
19
Electron-micrograph of macrophage (pink) attacking Escherichia coli (green)
20
M吞噬处理入侵细菌及提呈抗原的机制
21
Signal
Receptor
Signals for phagocytosis
14
Important roles of biosignaling
➢ Functional integration of distant organs, tissues and cells requires communication;
➢ Signaling is perhaps a primal requirement to respond to our environment;
“发现成熟细胞可以重新编程而获得多能性”
iPS, induced pluripotent stem cell
诱导多能干细胞
中枢神经
上皮
软骨
脂肪
引入关键基因 体细胞重新编程
肌肉 畸胎瘤实验
iMice
iPS-derBaidu Nhomakorabeaved mice
iPS在疾病治疗中的应用
优势 • 诱导简单,容易操作 • 可从自体细胞中获得,免
常见四种类型:
Endocrine (内分泌) Paracrine (旁分泌) Autocrine (自分泌) Membrane attached protein
16
Four schemes of intercellular signaling (1)
17
Four schemes of intercellular signaling (2)
➢ The foundation of any complex response pathway lies with cellular biochemicals.
Biosignaling
Intercellular(细胞间)& Intracellular(细胞内)
15
Intercellular signaling (细胞间信号)
FcR
CR3
Amplification
PLC
PLD
Transduction
second
messengers
Ca++
src
PKC
MAPK PI3k RhoGTPase
gelsolin
Arp2/3
Responses
Actin rearrangement Phagocytosis; Oxidative activation