细胞通讯与信号转导

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偶联G蛋白受体的信息传导途径：
CAMP信号途径 CGMP信号途径 IP3信号途径 DG信号途径 Ca2+信号途径
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信号（配体）
1、 CAMP信号途径：
信号与受体结合，受体活 化，构象改变，暴露与G 蛋白的结合部位。
配体－受体复合物与G蛋白 结合，G活化，Gsα构象 改变，结合GTP
细胞通讯有三种方式： （1）细胞通过信号分子进行相互通讯； （2）细胞间直接接触相互通讯； （3）细胞间通过间隙连接相互通讯。
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细胞通讯的路径
细胞通讯通过：细胞识别 信号跨膜传递 生物效应。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个 首要环节，其分子基础是膜受体。
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细胞识别的方式：受体与其识别的配体间有
互补的结构关系，可识别并互补结合。
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信号的跨膜传递
（一）离子通道受体的信息传导机制： 受体自身为离子通道，信号（神经递质）与受体识
别结合，开闭通道，离子流动，改变细胞膜的兴奋性。 （二）催化受体的信息传导机制：
P1P2 IP3+DAG
（第二信使）
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甘油二酯和三磷酸肌醇途径的模式图
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ห้องสมุดไป่ตู้
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甘油二酯和三磷酸肌醇途径与CAMP途径比较：
CAMP途径 甘油二酯和三磷酸肌醇途径
G蛋白 效应器 底物 第二信使
Gs Gi AC ATP CAMP
Gp 磷脂酶C P1P2 IP3 DAG
单体型受体：一个蛋白分子 复合型受体：两个或多个蛋白分子
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膜受体类型:
离子通道受体
摧化受体
偶联G蛋白受体
图示 细胞表面信号三类受体模式图
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（五）膜受体的功能
膜受体的功能： 信号跨膜传递 细胞识别
膜受体的分布： 同一个细胞上有不同的受体 不同的细胞上有相同和不同的受体
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3
（一）膜受体的概念
受体是细胞膜 或细胞内的功 能性糖蛋白， 可特异地识别 配体并与之结 合，引起相应 的生物效应。
受体： 膜受体 胞内受体
膜受体：细胞膜 上特异性的蛋白 质或脂类分子。
配体是细胞外的信号分子，如：激素、药物、 神经递质、毒素等。
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4
（二）膜受体的特性
导致胞质内[Ca2+]上升
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信使分为三大类：
第一信使：配体，如激素、药物、神经递质等 第二信使：胞质中的信号物质 CAMP 、CGMP、
Ca2+ 、 IP3 、DG 第三信使：细胞核中的信号物质
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第一信使通过膜受体的转导作用将信息指令传给第二 信使，由第二信使启动并指导完成胞内一系列生物效 应。
第二信使的作用：直接作用于效应蛋白如离子通道， 产生相应的生物效应或激活细胞内的蛋白激酶系统， 引起级联反应，产生生物效应。
第二信使
CAMP
CGMP
含量
多
少，为 CAMP的1/10
功能
分化
分裂
举例
肝细胞上β肾上腺素受体
视杆细胞的光感效应
介导的糖元分解
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CGMP
信 号 途 径
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3、甘油二酯和三磷酸肌醇途径
细胞膜中约5%的肌醇磷脂（PI） ，分布于膜内层， 在ATP作用下， PI磷酸化形成PIP2 （4，5二磷酸 肌醇）。 受体+配体 活化Gp Gp +磷脂酶C 磷脂酶C活化
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9
细胞识别：细胞与细胞之间或细 胞与分子之间的认识和鉴别。
细胞与细胞之间的识别 白细胞吞噬细菌等异物 精卵结合而不与其他细胞结合； 巨噬细胞吞噬衰老红细胞
细胞与分子之间的识别： 与大分子如LDL识别，介导内吞 与细胞膜上分子识别，介导粘附 与激素、神经递质分子识别，介导信号传导
第九章 细胞通讯与信号转导
第一节 细胞识别 第二节 信号的跨膜传递通路 第三节 第二信使及其功能 思考题
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1
细胞通讯
细胞通讯(cell communication)是指一个细胞 发出的信息可通过介质传递到另一个细胞，通 过受体的识别和信号传递作用引起细胞产生相 应的生物效应。
特异性 高亲和性 可饱和性 可逆性
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5
（三）膜受体的分子结构
调节部位 催化单位 转换单位
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6
（四）膜受体类型
离子通道受体：如N-AchR为Na+通道， r-氨基丁酸受体的 Cl- 通道
催化受体：有 TPK 活性，如EGFR、PDGFR 等。 偶联G蛋白受体：有G蛋白介导，如 多巴胺受体等。
Gsα-GTP复合物与βγ分 离，暴露与AC的结合部 位。
Gsα-GTP与 AC结合，
AC活化，分解 ATP为 CAMP
Gsα分解GTP为 GDP，构 型改变，与 AC分离， AC 失活， Gsα与βγ结合， 恢复静息状态。
图示 GS信号转导过程模式图
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CAMP信号途径
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4、Ca2+信号途径
Ca2+进入胞质的两种 途径：
通过膜Ca2+通道 胞外胞质内
通过ER上Ca2+通道 内质网库胞质内
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Ca2+进入胞质的过程：
Ca2+受体激活 G蛋白活化 打开细胞膜Ca2+通道
导致胞内[Ca2+]上升
IP3 打开细胞内钙库膜Ca2+通道
刺激型信号途径
抑制型信号途径
刺激型信号
抑制型信号
Rs
Ri
Gs
Gi
AC
ATP→CAMP 抑制
被磷酸二酯酶降解
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CAMP信号途径
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2、CGMP信号途径
与CAMP途径相似，比较如下：
CAMP途径
CGMP途径
效应型
AC
GC
分布
AC在膜上
GC在膜或细胞质中
自身是酶，具有TPK活性，主要是一些生长因子的 受体，与配体结合即活化，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸 化，引起细胞反应。 （三）偶联G蛋白受体的信息传导机制：
由G蛋白介导,将信息传递给第二信使,引起一系列 胞内生物效应。
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G蛋白：鸟苷酸结合蛋白的总称，其共同特征是：
由三个亚单位组成； 位于细胞膜受体与效应器之间的转导蛋白； 具有结合GDP或GTP的能力，有GTP酶活性； 可激活效应蛋白，实现信息转导功能。