细胞通讯与信号传递.ppt
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1、第六章第六章 细胞通讯与信号传递细胞通讯与信号传递多细胞生物是多细胞生物是由各种细胞组由各种细胞组成的细胞社会,成的细胞社会,更有赖于细胞更有赖于细胞间的间的通通讯讯与与信号传导信号传导1可编辑版基本概念基本概念胞内受体介导的信号传递胞内受体介导的信号传递膜表面受体介导的信号传递膜表面受体介导的信号传递细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征 蛋白激酶的网络整合信息蛋白激酶的网络整合信息主要内容主要内容2可编辑版3可编辑版 一、几个容易混淆的概念一、几个容易混淆的概念 细胞通讯细胞通讯(cell communicationcell communication):细胞发出的信):细胞发出的信
2、息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。程。信号发放信号发放(cell signaling):cell signaling):细胞释放信号分子,细胞释放信号分子,将信息传递到其他细胞的过程。将信息传递到其他细胞的过程。信号转导信号转导(signal transductionsignal transduction):):指信号指信号 作用作用于细胞表面受体,引起胞内信使的浓度变化,进于细胞表面受体,引起胞内信使的浓度变化,进而导致细胞应答反应的一系列过程。而导致细胞应答反应的一系列过程。4可编辑版信号通路5可编辑版 1 细胞信号分子细胞信号分子(s
3、ignal molecule)1)脂溶性脂溶性:可直接穿膜进入靶细胞。可直接穿膜进入靶细胞。2)水溶性水溶性:不能穿过靶细胞膜,只能经不能穿过靶细胞膜,只能经膜上的信号转换机制实现信号传递。膜上的信号转换机制实现信号传递。3)3)气体分子气体分子(NONO、COCO)种类:短肽、蛋白质、氨基酸、核苷酸、种类:短肽、蛋白质、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。脂类、胆固醇衍生物。6可编辑版2 2 受体受体(receptor)(receptor)能够识别和选择性结合某种配体(信号分能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子物质,多为糖子)的大分子物质,多为糖蛋白蛋白.两个两个功能区功能区域:
4、配体结合和产生效应域:配体结合和产生效应.受体的受体的特征特征:特异性;特异性;饱和性;饱和性;高高度的亲和力。度的亲和力。7可编辑版1)1)细胞内受体细胞内受体(intracellular receptorintracellular receptor)2)2)细胞表面受体细胞表面受体(cell surface receptorcell surface receptor)8可编辑版二、细胞信号传导的主要类型二、细胞信号传导的主要类型细胞间隙连接细胞间隙连接膜表面分子接触通讯膜表面分子接触通讯化学通讯化学通讯9可编辑版1.1.细胞间隙连接细胞间隙连接 两个相邻的细胞以两个相邻的细胞以连接子连接子
5、相联,相联,允许允许小分子物质小分子物质如如CaCa2+2+、cAMPcAMP通过,通过,有利于相邻细胞对外界信号的协同有利于相邻细胞对外界信号的协同反应。反应。10可编辑版2.2.膜表面分子接触通讯膜表面分子接触通讯是指细胞间通过是指细胞间通过表面受体表面受体与与配体配体选择性选择性地相互作用,最终产生细胞应答的过程。地相互作用,最终产生细胞应答的过程。11可编辑版3.3.化学通讯化学通讯 指细胞分泌一些化学物质指细胞分泌一些化学物质(如激素如激素)至细至细胞外,作为信号分子作用于靶细胞。胞外,作为信号分子作用于靶细胞。12可编辑版1 1)内分泌()内分泌(endocrineendocrin
6、e):内分泌激素随血):内分泌激素随血液循环输至全身,作用于靶细胞。液循环输至全身,作用于靶细胞。2 2)自分泌()自分泌(autocrineautocrine):信号发放细胞):信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞,常见于癌和靶细胞为同类或同一细胞,常见于癌变细胞。变细胞。13可编辑版3 3)旁分泌()旁分泌(paracrineparacrine):信号分子通过扩):信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。如:表皮生长因子;散作用于邻近的细胞。如:表皮生长因子;气体信号分子。气体信号分子。4 4)突触信号发放:神经递质经突触作用于特)突触信号发放:神经递质经突触作用于特定的靶细胞。定的靶细胞。14
7、可编辑版三、胞内受体介导的信号传递三、胞内受体介导的信号传递 胞内受体实质是激胞内受体实质是激素激活的基因素激活的基因调调控蛋白控蛋白。有三个结构域:有三个结构域:15可编辑版 NONO的作用的作用16可编辑版NONO可以直接跨膜进入平滑肌细胞,并将鸟甘可以直接跨膜进入平滑肌细胞,并将鸟甘酸环化酶激活,催化酸环化酶激活,催化GTPGTP水解生成水解生成cGMPcGMP,cGMPcGMP是第二信使可引起肌细胞松弛和血管壁舒张是第二信使可引起肌细胞松弛和血管壁舒张17可编辑版三、膜表面受体介导的信号传递三、膜表面受体介导的信号传递 主要有三类:主要有三类:离子通道型离子通道型受体;存在于可兴奋细受
8、体;存在于可兴奋细胞。胞。G G蛋白耦联型蛋白耦联型受体受体 酶耦联酶耦联受体受体 18可编辑版19可编辑版(一)离子通道型受体介导的信号传递一)离子通道型受体介导的信号传递 即配体门通道即配体门通道 主要存在于神经、肌肉等可主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞兴奋细胞,信信号分子为号分子为神经递质神经递质。分为:分为:阳离子阳离子通道通道:Na:Na+,K,K+,Ca,Ca2+2+阴离子阴离子通道通道:Cl:Cl-20可编辑版当电信号到达神经末端,刺激当电信号到达神经末端,刺激神经递质神经递质从从膜运输小泡释放,释放出来的神经递质与膜运输小泡释放,释放出来的神经递质与靶细胞受体靶细胞受体结合,触
9、发细胞膜离子通道开结合,触发细胞膜离子通道开放,离子流入靶细胞,引起细胞反应。放,离子流入靶细胞,引起细胞反应。21可编辑版1.G1.G蛋蛋白白耦耦联联型型受受体体:7 7次次跨膜蛋白。跨膜蛋白。胞外结构域胞外结构域识别信号分子,识别信号分子,胞胞内内结结构构域域与与G G蛋蛋白白耦耦联联,调节相关酶活性。调节相关酶活性。(二)(二)G G蛋白耦联型受体介导的信号转导蛋白耦联型受体介导的信号转导22可编辑版 位置位置:质膜胞质侧:质膜胞质侧结构结构:三三亚基,亚基,二聚体锚定于膜上,二聚体锚定于膜上,起稳定起稳定亚基的作用,而亚基的作用,而亚基本身具有亚基本身具有GTPGTP酶活酶活性性作用作
10、用:相当于分子开关,:相当于分子开关,亚基结合亚基结合GDPGDP处于关闭处于关闭状态,结合状态,结合GTPGTP处于开启处于开启状态。状态。2.G2.G蛋白蛋白:三聚体:三聚体GTPGTP结合调节蛋白结合调节蛋白(trimeric GTP-binding regulatory protein)23可编辑版 3.分子开关分子开关(molecular switches)(molecular switches)通过通过磷酸化磷酸化(蛋白激酶)和(蛋白激酶)和去磷酸化去磷酸化(磷酸酶)而开启和关闭。(磷酸酶)而开启和关闭。由由GTPGTP结合蛋白组成结合蛋白组成.结合结合GTPGTP开启,开启,GD
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