细胞通讯

细胞通讯

过程

信号传导 1. 信号分子的合成； 2. 信号分子从信号生成细胞释放 到周围环境中； 3. 信号分子向靶细胞运输；

信号转导 4. 靶细胞对信号分子的识别和检测； 5. 细胞对细胞外信号进行跨膜转导，产生细胞内的信号； 6. 细胞内信号作用于效应分子 一、细胞通讯的基本特点 1、方式

（1）接触依赖性的通讯

✧ 通过相邻细胞间表面分子的黏着或连接：信号分子位于细胞质膜上 ✧ 通过细胞与细胞外基质的黏着 ：

（2）分泌化学信号进行通讯,即不依赖于细胞接触的细胞通讯 内分泌；旁分泌；自分泌；化学突触 2、信号分子

同细胞受体结合并传递信息的生物体内的某些化学分子； 本身不直接作为信息，功能提供一个正确的构型及与受体结合的能力，细胞间传递信息 化学分子：非营养物、非能源物质、非结构物质 、非酶类分子； 类型：激素、神经递质、局部介质(旁分泌) 3、受体

（1）作用特点 ✧ 特异性 ✧ 受体交叉 ✧ 高亲和力：受体与配体结合的能力称为亲和力。

✧ 可逆性：配体受体的结合是可逆的。 ✧ 特定的组织定位 ： 受体在体内的分布、种类和数量均随组织的不同

而不同。

位变化缩使K+通道开放

4、第二信使

大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信息，而把细胞内最早产生的信号物质称为第二信使

能启动或调节细胞内稍晚出现的反应，目前公认的第二信使有cAMP、 cGMP、DAG(DG)、IP3和Ca2+。

二、信号转导通路

（一）G蛋白偶联受体及信号转导

1、G蛋白

将受体接受的信号传递给效应物，产生第二信使，进行信号转导

外周蛋白，胞质面，脂肪酸锚定连接，多亚基蛋白质，能与GTP或 GDP结合；大家族，有单体G蛋白和多亚基G蛋白之分

（1）异源三聚体G蛋白的组成:

一般由三个亚基组成: α、β、γ；

•β、γ两亚基通常紧密结合在一起, 只有在蛋白变性时才分开。

•功能位点: α亚基具有三个功能位点：

①GTP结合位点;

②鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性;

③ADP-核糖化位点

激活型G蛋白：由激活型的信号作用于激活型的受体，经激活型的G蛋白去激活腺苷酸环化酶，从而提高cAMP的浓度引起细胞的反应。

抑制型G蛋白：通过抑制型的信号分子作用于抑制型的受体，经抑制型的G蛋白去抑制腺苷酸环化酶的活性，减少cAMP 的产生。

（2）G蛋白循环

✧非活性状态：

α亚基结合GDP，且与β、γ在一起

✧活性状态：

α亚基结合GTP，且与β、γ分离。

• GTPase激活蛋白 (GAP)：

加速GTP水解，缩短应答的时间；

•鸟苷交换因子 (GEF)：

促进GDP从G蛋白上解离，激活G蛋白；

•鸟苷解离抑制蛋白 (GDI)：

抑制结合的 GDP从G蛋白释放出来，保持

G蛋白处于非活性状态

2、PKA 系统—激活或抑制腺苷环化酶，以cAMP 为第二信使

（1）第二信使：cAMP —由腺苷酸环化酶水解胞质中ATP 产生 （2）效应物——腺苷酸环化酶（AC ） 膜整合蛋白，两个膜整合区，跨膜12次

在Mg 2+或Mn 2+的存在下， 催化ATP 生成cAMP ； （3）PKA （蛋白激酶A ）-- cAMP 依赖的蛋白激酶

✧ 结构：四聚体、失活状态下PKA 由两个调节亚基(R)和两个催化 (C)亚基组成；全酶没有活性； ✧ 功能：特定蛋白质中丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化； ✧ 作用机制：cAMP 结合调节亚基后，使之离开催化亚基； 催化亚基作用靶蛋白，通过磷酸化

✧ 功能

PKA 的细胞质功能：

激活磷酸化酶，促进糖原分解： 糖原→（磷酸化酶）→G-1-P PKA 的细胞核功能：

作用于基因表达的调控蛋白—— 糖异生 磷酸化核蛋白CREB ：转录因子； cAMP 效应元件(CRE)

（4）激活型和抑制型cAMP 信号通路

信号解除

●通过磷酸二酯酶(PDE)将cAMP 降解,形成 5'-AMP ； 信号抑制

●通过抑制型的信号作用于Ri, 然后通过Gi 起作用。 作用机理同霍乱毒素相同，但是使Gi 蛋白进行 ADP 核糖化,其结果也是使cAMP 的浓度增加。

3、PKC系统——激活磷脂酶C（PLC），以IP

3

和DAG为双信使

（1）第二信使：三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG)、 Ca2+——由磷脂酰肌

醇二磷酸（PIP

2

）分解而来

（2）受体：肾上腺素(α型)受体

（3）效应物——磷脂酶C

β(PLC

β

)

G q 蛋白激活磷脂酶C

β

，PIP

2

→(PLC

β

)→DAG+IP

3

DAG-脂溶性，一直在质膜中

IP

3与内质网上IP

3

结合，使 IP

3

-Ca2+通道开放，Ca2+释放

（4）PKC

1）激活

PKC在非活性状态下是水溶性的，未受刺激的细胞中,主要游离在细胞质中,呈非活性构象；在 Ca2+和DAG的存在下使PKC结合到质膜上并使之激活，是钙和磷脂依赖性酶，而Ca2+是由IP

3

与内质网作用而释放，PKC的激活是三种第二信使的共同作用

2）功能：

PKC属于多功能丝氨酸和苏氨酸激酶；能激活细胞质中的酶，参与生化反应的调控，也能作用与细胞核转录因子，参与细胞生长和分化相关的基因调控

●细胞质

①活化Na+-K+交换系统，使细胞质中的PH减少，提高细胞质中的PH，促进Na+/K+的转运

②肝细胞中 PKC与PKA 的协同作用，促进糖原分解并抑制糖原合成●细胞核——基因调控

①PKC→细胞中结合有基因调控因子的抑制蛋白→磷酸化

SEF:血清应答因子；SRE：血清效应原件

②PKC→蛋白激酶→基因调控蛋白