第八章 细胞信号转导

第八章细胞信号转导名词解释1、蛋白激酶protein kinase将磷酸基团转移到其他蛋白质上的酶，通常对其他蛋白质的活性具有调节作用。

2、蛋白激酶C protein kinase C一类多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，可磷酸化多种不同的蛋白质底物。

3、第二信使second messenger第一信使分子（激素或其他配体）与细胞表面受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质，如cAMP，IP3，钙离子等，有助于信号向胞内进行传递。

4、分子开关molecular switch细胞信号转导过程中，通过结合GTP与水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。

5、磷脂酶C phospholipid C催化PIP2分解产生1,4,5-肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油(DAG)两个第二信使分子。

6、门控通道gated channel一种离子通道，通过构象改变使溶液中的离子通过或阻止通过。

依据引发构象改变的机制的不同，门控通道包括电位门通道和配体门通道两类。

7、神经递质neurotransmitter突触前端释放的一种化学物质，与突触后靶细胞结合，并改变靶细胞的膜电位。

8、神经生长因子nerves growth factor，NGF神经元存活所必需的细胞因子9、受体receptor任何能与特定信号分子结合的膜蛋白分子，通常导致细胞摄取反应或细胞信号转导。

10、受体介导的胞吞作用receptor mediated endocytosis通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的途径。

被转运的大分子物质与细胞表面互补性的受体结合，形成受体-配体复合物并引发细胞质膜局部内化作用，然后小窝脱离质膜形成有被小泡而将物质吞入细胞内。

11、受体酪氨酸激酶receptor tyrosine kinase，RTK能将自身或胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体。

主要参与细胞生长和分化的调控。

12、调节型分泌regulated secretion细胞中已合成的分泌物质先储存在细胞质周边的分泌泡中，在受到适宜的信号刺激后，才与质膜融合将内容物分泌到细胞表面。

13、细胞通讯cell communication信号细胞发出的信息传递到靶细胞并与受体相互作用，引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。

14、细胞信号传递cell signaling通过信号分子与受体的相互作用，将外界信号经细胞质膜传递到细胞内部，通常传递至细胞核，并引发特异性生物学效应的过程。

15、信号转导signal transduction细胞将外部信号转变为自身应答反应的过程。

16、组成型分泌constitutive secretion细胞内合成的物质以连续的、不需要调节的方式向胞外进行分泌。

17、G蛋白G proteinGTP结合蛋白，具有GTPase活性，以分子开关的形式通过合成或水解GTP调节自身活性。

有三体和单体G蛋白两大家族。

18、G蛋白耦联受体G protein coupled receptor一类在质膜上7次跨膜的受体。

配体与特异性受体的结合，导致受体的构象发生改变，与G 蛋白亲和力也随之增加，从而通过G蛋白的耦联向下游传递信号。

19、Na+-K+泵Na+-K+ pump又称Na+-K+ ATPase，能水解ATP，使α亚基带上磷酸基团或去磷酸化，将Na+泵出细胞，而将K+泵入细胞的膜转运载体蛋白。

20、Ras 蛋白Ras protein单体G蛋白家族成员，在信号从细胞表面受体传递到细胞核内的过程中发挥重要作用。

21、SH结构域SH domain是Src同源结构域的缩写，这种结构域能够与受体酪氨酸激酶磷酸化残基紧密结合，形成多蛋白的复合物进行信号转导。

22、内分泌endocrine由内分泌细胞分泌信号分子到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用于靶细胞。

23、旁分泌paracrine细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞。

24、自分泌autocrine细胞对自身分泌的物质产生反应。

25、激素hormone激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,这些信号分子被分泌到血液中后, 经血液循环运送到体内各个部位作用于靶细胞。

26、表面受体surface receptor位于细胞质膜上的受体称为表面受体(surface receptor), 细胞表面受体主要是识别周围环境中的活性物质或被相应的信号分子所识别, 并与之结合, 将外部信号转变成内部信号, 以启动一系列反应而产生特定的生物效应。

27、细胞内受体intracellular receptor位于胞质溶胶、核基质中的受体称为细胞内受体。

细胞内受体主要是同脂溶性的小信号分子相作用。

28、离子通道偶联受体ino-channel coupled receptor具有离子通道作用的细胞质膜受体称为离子通道受体。

它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白, 除有配体结合位点外, 本身就是离子通道的一部分,并借此将信号传递至细胞内。

信号分子同离子通道受体结合, 可改变膜的离子通透性。

29、酶联受体enzyme linked receptor这种受体蛋白既是受体又是酶，一旦被配体激活即具有酶活性并将信号放大，又称催化受体。

这一类受体转导的信号通常与细胞的生长、繁殖、分化、生存有关。

30、信号级联放大signaling cascade从细胞表面受体接收外部信号到最后作出综合性应答是一个将信号逐步放大的过程，称为信号的级联放大反应。

31、受体钝化receptor desensitization受体对信号分子失去敏感性称为受体钝化, 一般是通过对受体的修饰进行钝化的。

32、信号趋异divergence是指同一种信号与受体作用后在细胞内分成几个不同的信号途径进行传递,最典型的是受体酪氨酸激酶的信号转导。

33、SOS蛋白Sos protein是编码鸟苷释放蛋白的基因sos的产物（sos是son of sevenless 的缩写）。

Sos蛋白在Ras信号转导途径中的作用是促进Ras释放GDP,结合GTP,使Ras蛋白由非活性状态转变为活性状态，所以, Sos蛋白是Ras激活蛋白。

34、PKA系统protein kinase A system是G蛋白偶联系统的一种信号转导途径。

信号分子作用于膜受体后，通过G蛋白激活腺苷酸环化酶, 产生第二信使cAMP后,激活蛋白激酶A进行信号的放大。

故将此途径称为PKA信号转导系统。

如胰高血糖素和肾上腺素都是很小的水溶性的胺,它们在结构上没有相同之处,并作用于不同的膜受体, 但都能通过G蛋白激活腺苷酸环化酶, 最后通过蛋白激酶A进行信号放大。

35、PKC系统protein kinase C system，PKC system由于该系统中的第二信使是磷脂肌醇，故此这一系统又称为磷脂肌醇信号途径在这一信号转导途径中，膜受体与其相应的第一信使分子结合后，激活膜上的Gq蛋白(一种G蛋白)，然后由Gq蛋白激活磷酸脂酶Cβ。

将膜上的脂酰肌醇4,5-二磷酸分解为两个细胞内的第二信使：二酰甘油( diacylglycerol, DAG)和1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)。

IP3动员细胞内钙库释放Ca2+到细胞质中与钙调蛋白结合，随后参与一系列的反应；而DAG在Ca2+的协同下激活蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)，然后通过蛋白激酶C引起级联反应，进行细胞的应答，故此将该系统称为PKC系统,或称为IP3、DAG、Ca2+信号通路。

思考题1、试述细胞以哪些方式进行通讯，各种方式之间有何不同？细胞通讯：指一个细胞发出的信息通过介质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。

细胞通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必需的。

细胞通讯有三种方式：（1）细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物最普遍采用的通讯方式；（2）细胞间接触依赖性的通讯，指细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞，细胞间直接接触而无需信号分子的释放，通过质膜上的信号分子与靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞通讯。

（3）动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换小分子来实现代谢耦联或电耦联。

该方式没有信号的分泌及细胞间直接的接触。

2、何谓信号转导中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。

在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制进行精确调控。

对每一个反应既要求由激活机制还要求由失活机制，负责这种正、负调控的蛋白称为分子开关。

一类是通过蛋白激酶使之磷酸化而激活，通过蛋白磷酸酯酶使之区磷酸化而失活。

另一类是GTPase开关蛋白，结合GTP活化，结合GDP失活。

Ras蛋白就是一个典型的分子开关蛋白，通过其他蛋白质的作用使得GTP与其结合而处于激活状态。

一种GTP酶激活蛋白可促进将结合的GTP水解为GDP，Ras的工作就类似电路开关。

如果Ras分子开关失去控制一直处于激活状态，下游MAPK一直活跃，使得细胞有丝分裂失去控制，从而导致癌变。

3、试分析细胞信号系统的组成及其作用。

①细胞表面受体：特异识别胞外信号；②转乘蛋白：负责信息向下传递；③信使蛋白：携带信号从一部分传递到另一部分；④接头蛋白：连接信号蛋白；⑤放大和转导蛋白：由酶和离子通道组成，介导信号级联反应；⑥传感蛋白：负责不同形式信号的转换；⑦分歧蛋白：信号从一条途径传递到另一条途径；⑧整合蛋白：从多条通路接受信号并向下传递；⑨潜在基因调控蛋白：在表面被受体活化，迁移到细胞核刺激基因转录。

4、简要比较G蛋白耦联受体介导的信号通路有何异同。

G蛋白耦联受体是细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的受体，该信号通路是指配体-受体复合物与靶细胞的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。

根据产生第二信使的不同，它可分为cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路：（1）cAMP信号通路的主要效应是激活靶细胞和开启基因表达，这时通过蛋白激酶A完成的。

该信号途径涉及的反应链可表示为激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。

（2）磷脂酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接收后，同时产生两个胞外信使，分别启动两个信号传递途径即IP3/Ca2+和DAG/PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，这一信号系统又称为“双信使系统”。