第五章 细胞通讯

第五章细胞通讯

教学目的

1、理解信号分子、第二信使、趋同、趋异等相关概念。

2、掌握细胞通讯中PKC、PKA及受体酪氨酸激酶/Ras途径

教学内容

本章从以下5个方面讨论了细胞物质的运输机理以及细胞通讯的方式和基本特点：1．细胞通讯的基本特点

2．G蛋白偶联受体及信号转导

3．酶联受体信号转导

4．其它信号转导途径

5．信号的整合、调节与终止

计划学时及安排

本章计划6学时。

教学重点和难点

1．关于细胞通讯的基本特点, 主要掌握三个问题：信号分子(包括第二信使)及其性质和特点、受体的类型和研究方法、信号分子与受体的相互作用。

2．在G蛋白偶联受体及信号转导一节中, 重点掌握PKA和PKC两个系统进行信号转导的机理, 包括系统的组成、第二信使的产生、信号的级联放大、信号的解除等。

另外，对三体G蛋白的结构、循环机制应有较深地理解和认识。

3．对于酶联受体信号转导系统, 主要是学习和掌握该系统的转导机制, 以及各种不同的信号因子受体被激活和作用的特点。重点理解受体酪氨酸激酶/Ras途径及引起的反应, 特别是Ras蛋白的激活及所涉及的相关因子。

4．在信号的汇集、趋异与窜扰一节中介绍了信号转导途径的汇集、信号趋异、信号转导途径间的窜扰等现象, 通过本节的学习, 理解细胞的信号传导是一个综合性的反应，不应孤立地看待一个个的信号反应。

本章的重点是物质的跨膜运输、G蛋白偶联受体及信号转导、酶联受体信号转导、信号的整合、调节与终止。

教学方法讲授、讨论

教学过程

5．细胞通讯(cell communication)

5.1 细胞通讯的基本特点

概念：细胞通讯(cell communication)是细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制，对环境作出综合反应的细胞行为。细胞的通讯与人类社会的特点：通讯有异曲同工之妙：由信号发射细胞发出信号(接触和产生信号分子)，由信号接收细胞(靶细胞)探测信号，其接收的手段是通过接收分子(受体蛋白)，然后通过

靶细胞的识别，最后作出应答。

5.1.1细胞通讯的方式与反应

■通讯方式

细胞有三种通讯方式:

①通过信号分子;

②通过相邻细胞间表面分子的粘着或连接;

③通过细胞与细胞外基质的粘着。

■细胞通讯的反应过程

细胞通讯中有两个基本概念:

●信号传导(cell signalling)

●信号转导(signal transduction)

细胞通讯的基本过程：

①信号分子的合成。

②信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中。

③信号分子向靶细胞运输。

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，进行逐步放大的级联反应，引起细胞代谢、生长、基

因表达等方面的一系列变化。

比较信号传导(cell signalling)与信号转导(signal transduction)的差别

都是关于细胞通讯的基本概念，但二者的涵义是不同的，前者强调信号的释放与传递，包括细胞通讯的前三个过程:

①信号分子的合成: 一般的细胞都能合成信号分子，而内分泌细胞是信号分子的主要

来源。

②信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中:这是一个相当复杂的过程，特别是蛋白

类的信号分子，要经过内膜系统的合成、加工、分选和分泌，最后释放到细胞外。

③信号分子向靶细胞运输:运输的方式有很多种，但主要是通过血液循环系统运送到靶

细胞。

信号转导强调信号的接受与放大，包括细胞通讯的后三步:

④靶细胞对信号分子的识别和检测: 主要通过位于细胞质膜或细胞内受体蛋白的选择

性的识别和结合。

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，进行逐步放大的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因

表达等方面的一系列变化。

5.1.2 信号分子及信号传导

■概念：信号分子是指生物体内的某些化学分子, 既非营养物, 又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息, 如激素、神经递质、

生长因子等统称为信号分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合, 传递细胞信息。

■信号分子的类型及信号传导方式

有三种类型的信号分子：激素、局部递质、神经递质

●激素(hormone)

概念：激素是由内分泌细胞合成的化学信号分子，一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素。

参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素

●局部介质(local mediators)

局部介质是由各种不同类型的细胞合成并分泌到细胞外液中的信号分子，它只能作用于周围的细胞。通常将这种信号传导称为旁分泌信号传导(paracrine signaling)

自分泌信号传导(autocrine signaling)

自身合成的信号分子作用于自身的现象。

●神经递质(neurotransmitters)

神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质，是神经元与靶细胞之间的化学信使。

由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号传导(neuronal signaling)。

■依赖于细胞接触的信号传导

通过细胞的接触，包括通过细胞粘着分子介导的细胞间粘着、细胞与细胞外基质的粘着、连接子(植物细胞为胞间连丝)介导的信号传导。

5.1.3 受体与信号的接收