细胞信号转导教学提纲

等长期效应。 3．细胞内受体的结构特点 激素结合位点（位于C端） 抑制蛋白结合位点（富含Cys，具有锌指结构） 转录激活结构域（位于N端）
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4．细胞内受体介导的信号传导机制： ①受体与抑制性蛋白结合形成复合物，处于
非活化状态；
②当配体与受体结合后，抑制性蛋白从复合 物上解离下来，受体被激活，暴露出DNA 结合位点；
子相互作用 • 包括细胞－细胞黏着和细胞－胞外基质的
黏着 • 影响细胞分化的命运
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8.1.2 Cell signal根据化学性质分类
• 是细胞内的信息载体，种类繁多，包含化 学信号和物理信号，在细胞内和细胞间传 递信息的化学信号分子有激素、局部介质 、神经递质等。物理信号主要有光，电， 温度的变化。
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第二信息至少有两个特征:
是第一信息同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧 或胞浆中出现，仅在细胞内部起作用的信息分子
能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。
目前公认的第二信息有cAMP、DG、IP3、 cGMP和Ca2+
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Molecule switch protein Protein kinase phosphorylation let it open ， Dephosphorylation let it close Protein+GTP=active Protein+GDP=INactive
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intracellular tor
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Three classes of cell-surface receptors
Ion-channel-linked receptors open an ion channel in response to the signal molecule.
结合的主要因素，但二者的结合不是简单 的一一对应的关系。靶细胞一方面通过受 体对信号结合的特异性，另一方面通过细 胞本身固有的特征对外界信号进行反应。 • 不同细胞对同一信号可能具有不同的受体 ，不同靶细胞以不同方式应答于相同的化 学信号产生不同的效应。
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骨骼肌细胞收缩←乙酰胆碱→心肌细胞降低收 缩频率 ↓ 促进唾液腺细胞分泌
导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整 体的生物学效应
Cells selectively bind with intercellular signal by cell surface receptor,trigger a series of physiological and biochemical changes , result in integrated cell effect
。
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8.2 细胞受体
能够识别和选择性结合某种配体（信号分子 ）的大分子物质，多为糖蛋白，至少包括两 个功能区域：配体结合区域和产生效应的区 域。
• 受体的特征：①特异性；②饱和性；③高度 的亲和力。
Cell receptor
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intracellular receptor cell surface receptor Nucleus receptor
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受体的结构：
受体至少包含2个功能区域： 结合配体功能域——结合特异性 产生效应功能域 ——效应特异性
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• 受体与配体结合的特征： ①特异性； ②饱和性； ③高度的亲和力； ④可逆性； ⑤生理效应
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• 受体与配体作用的复杂性： • 受体与信号分子的空间互补性是二者特异
Multicellular Organisms have BIG Communication Problems
Hey You – divide now!!!
Oi! We need some glucose!
?
Will you PLEASE stop
dividing!
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Come in #7, your time is up!
Chapter 8 Signal Transduction
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信号转导
细胞通讯和识别
细胞通讯 细胞识别 细胞信号
细胞受体
胞内受体
细胞表面受体
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信号 通路
胞内受体信号通路
细胞表面受体信号通路…..
8.1 细胞通讯和识别 8.1.1 细胞通讯
a 分泌化学信号 b 接触性依赖的通讯 c 间隙连接
primary response
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secondary response
8.3.2 cell surface signal pathway
A Ion-channel-linked receptors open an ion channel in response to the signal molecule.
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Hydrophobic signal 疏水信号 ➢ 菑类激素；甲状腺素，NO ➢ 可以直接穿过细胞膜，与胞内受体或者核受体结合
• Hydrophilic signal 亲水信号 ➢ 不能直接穿过细胞膜 ➢ 与细胞表面受体结合 ➢ 产生第二信史 • 气体分子――一氧化氮（NO）——star molecule • 首次发现的气体信号分子，可以进入细胞激活效应酶
Receptors
Signal molecules that do not enter the cell bind to cellsurface receptors.
Signal molecules that enter the cell bind to intracellular receptors.
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Signal transduction 细胞外信号与细胞表面受体结合，在胞内形成
第二信史，由第二信史介导下游细胞发应。 .
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第二信史和分子开关 Second messenger:
Primitive signal bind with receptor and then trigger second messenger （ cAMP,IP3,DG,)
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不同细胞具有相同的受体，不同的化学信号 也可能产生相同的效应。
肝细胞肾上腺素受体+配体 ↓ 促进糖原降解、升高血糖 ↑ 肝细胞胰高血糖受体+配体
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• 一种细胞具有一套多种类型的受体，应答 多种不同的胞外信号而启动细胞不同生物 学效应。
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• 8. 3 cell signal recognition • 细胞通过其表面受体与胞外信号物质选择性结合，
基因转录。
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• （二） 细胞内信号蛋白的相互作用 • 受体通过细胞内受体蛋白的相互作用组成
不同的信号通路而传播信号，这必然涉及 信号蛋白之间精确互作。细胞内信号蛋白 的相互作用是依靠蛋白质模式结合域特异 性介导的。
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（三） 信号转导系统的主要特性 信号识别的特异性。 信号的放大和终止或下调。 细胞对信号的整合。
• 1. NO的性质： • 气体分子，具有脂溶性，可以快速扩散透过细胞
膜，在体内极不稳定，易被氧化。 血管内皮细胞和神经细胞是生成NO的主要场所。 没有专门的储存与释放机制，作用于靶细胞的多 少直接与NO的合成两有关。1888年R． Furchgott等三位美国科学家因对NO信号转导机 制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。
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（一） 信号转导系统的基本组成与信号蛋白
1. 细胞表面受体介导的信号途径的主要步骤 ：
表面受体对信号的特异性识别。
第一信使通过适当的分子开关机制实现信号 的跨膜转导，产生第二信使。
信号放大过程。
细胞反应由于受体的脱敏和受体下调。启动 反馈机制从而终止和降低细胞反应。
Autocrine signaling – 自分泌 cells respond to substances that they themselves release, same cell type
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？
• 接触依赖性通讯 直接接触 • 无需信号分子的释放 • 质膜上的信号分子与靶细胞质膜的受体分
一氧化氮合酶（NOS） • L-精氨酸 ————————————NO+L-瓜氨
酸 e
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2. NO信号转导机制： NO由一氧化氮合酶（NOS）催化合成后，扩散到邻近细胞
，与鸟苷酸环化酶（GC）活性中心结合，改变酶的构象 ，导致酶活性增强和cGMP合成的增多；cGMP作为第二 信使，介导蛋白质的磷酸化过程，发挥多种生物学作用。 3. 硝化甘油与心绞痛 早在100多年前就发现消化甘油可以治疗心绞痛；硝化甘 油可以在体内转化成NO，使血管松弛，从而减轻心脏的 负荷，减少心肌对氧的需要。 4. NO与学习记忆 长时程增强是学习和记忆的分子基础，长时程增强涉及神经 元间突触重建，NO在这个过程中充当了重要信使。
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第二节 细胞内受体介导的信号转导
一、 细胞内核受体及其对基因表达的调节 1．细胞内受体的本质： 受激素激活的基因调控蛋白；构成细胞内受体超家族。 2．细胞内受体的信号 主要为亲脂性小分子（类固醇激素、甲状腺素、Vd以及视黄
酸）传递的信号； 可以通过简单扩散跨越质膜进入细胞。表现为影响细胞分化
③配体-受体复合物结合到特定的DNA序列— —受体依赖的转录增强子，启动基因的转 录和表达。
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5．甾类激素作用机制 初级反应阶段——直接活化少数特殊基因，