8细胞信号转导66.ppt

《8细胞信号转导66.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8细胞信号转导66.ppt（66页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、 1 1、细胞信号发放：细胞释放信号分子，将信息传递给其它细胞。细胞信号发放：细胞释放信号分子，将信息传递给其它细胞。2 2、细胞通讯：细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生细胞通讯：细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生 相应反应的过程。相应反应的过程。3 3、细胞识别：细胞之间通过细胞表面的信息分子相互作用，引细胞识别：细胞之间通过细胞表面的信息分子相互作用，引 起细胞反应的现象。起细胞反应的现象。4 4、信号转导：信号转导：指外界信号（如光、电、化学分子）作用于细胞指外界信号（如光、电、化学分子）作用于细胞 表面受体，引起胞内信使的浓度变化，进而导致细胞应答反表面受体，引起胞内信

2、使的浓度变化，进而导致细胞应答反 应的一系列过程。应的一系列过程。第一节第一节 概述概述一、细胞通讯一、细胞通讯 细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质(又称配体又称配体)传递到另一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系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。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的过程。(一一)细胞通讯的细胞通讯的方式方式:可概括为可概括为3 3种方式。种方式。细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯细胞通过分泌化学

3、信号进行细胞间通讯，这是多细胞生物普遍采用的，这是多细胞生物普遍采用的 通讯方式；通讯方式；细胞间接触依赖性的通讯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；号分子影响其他细胞；动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞间联丝使细胞间动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞间联丝使细胞间 相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。不同的细胞间通讯方式：不同的细胞间通讯方式：内分泌：由内分泌细胞分泌信号分子内分泌：由内分泌细胞分泌信号分子(激素激素)到血液中，

4、通过血液循环到血液中，通过血液循环 运送到体内各个部位，作用于靶细胞。运送到体内各个部位，作用于靶细胞。旁分泌：细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作旁分泌：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。用于邻近靶细胞。调节发育的许多生长因子往往通过此方式调节发育的许多生长因子往往通过此方式 起作用，对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能也具有起作用，对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能也具有 重要意义。重要意义。自分泌：细胞对自身分泌的物质产生反应。自分泌：细胞对自身分泌的物质产生反应。自分泌信号常存在于病理自分泌信号常存在于病理 条件下，如肿瘤细胞合

5、成和释放生长因子刺激自身，导致肿条件下，如肿瘤细胞合成和释放生长因子刺激自身，导致肿 瘤细胞的持续增殖。瘤细胞的持续增殖。化学突触：神经信号化学突触：神经信号(神经递质或神经肽神经递质或神经肽)通过突触传递影响靶细胞。通过突触传递影响靶细胞。此外，通过分泌外激素传递信息作用于同类的其他个体，也属于通此外，通过分泌外激素传递信息作用于同类的其他个体，也属于通过化学信号进行细胞间通讯。过化学信号进行细胞间通讯。内分泌内分泌激素激素内分泌细胞内分泌细胞血液血液靶细胞靶细胞受体受体分泌细胞分泌细胞靶细胞靶细胞旁分泌旁分泌自分泌自分泌信号分子信号分子受体受体自分泌细胞自分泌细胞化学突触化学突触神经元神经

6、元胞体胞体轴突轴突靶细胞靶细胞受体受体神经递质神经递质突触突触 细胞间接触依赖性的通讯是细胞间直接接触而无需信号细胞间接触依赖性的通讯是细胞间直接接触而无需信号分子的释放，代之以通过质膜上的信号分子与靶细胞质膜上分子的释放，代之以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间的通讯。这种通讯方式包的受体分子相互作用来介导细胞间的通讯。这种通讯方式包括细胞括细胞-细胞黏着、细胞细胞黏着、细胞-基质黏着，基质黏着，在胚胎发育过程中对组在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化具有决定性的影响。织内相邻细胞的分化具有决定性的影响。接触依赖性通讯接触依赖性通讯信号细胞信号细胞靶细胞靶细胞

7、膜结合信号分子膜结合信号分子(二二)信号分子与受体信号分子与受体 1 1、信号分子、信号分子 信号分子是细胞的信息载体，包括化学信号信号分子是细胞的信息载体，包括化学信号(各类激素、局部介质和各类激素、局部介质和神经递质等神经递质等)和物理信号和物理信号(声、光、电和温度变化等声、光、电和温度变化等)。各种化学信号根据。各种化学信号根据其溶解性通常可分为亲脂性和亲水性两类。其溶解性通常可分为亲脂性和亲水性两类。亲脂性信号分子：主要代表是甾类激素和甲状腺素亲脂性信号分子：主要代表是甾类激素和甲状腺素，这类亲脂性，这类亲脂性分子小、疏水性强，可穿过细胞膜进入细胞，与细胞质或细胞核中受体分子小、疏水

8、性强，可穿过细胞膜进入细胞，与细胞质或细胞核中受体结合形成激素一受体复合物，进而调节基因表达；结合形成激素一受体复合物，进而调节基因表达；亲水性信号分子：包括神经递质、局部介质和大多数肽类激素亲水性信号分子：包括神经递质、局部介质和大多数肽类激素，它们不能透过靶细胞质膜，只能通过与靶细胞表面受体结合，经信号转它们不能透过靶细胞质膜，只能通过与靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞的应答反应。此外，引起细胞的应答反应。此外，一氧化氮一氧化氮(NO)(NO)在生物体内也是一种重

9、要的在生物体内也是一种重要的信号分子和效应分子。信号分子和效应分子。2 2、受体、受体 细胞对外界的特殊信号分子的反应能力取决于是否具有相应的特殊细胞对外界的特殊信号分子的反应能力取决于是否具有相应的特殊受体。受体。受体是一种能够识别和选择性结合某种配体受体是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子信号分子)的大分子，的大分子，绝大多数已经鉴定的受体都是蛋白质且多为糖蛋白，少数受体是糖脂，绝大多数已经鉴定的受体都是蛋白质且多为糖蛋白，少数受体是糖脂，有的则是二者组成的复合物。根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体有的则是二者组成的复合物。根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体和细

10、胞表面受体。区分为细胞内受体和细胞表面受体。细胞内受体细胞内受体位于细胞质基质或核基位于细胞质基质或核基质中，质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子；细胞表面受体主要识别和主要识别和结合小的脂溶性信号分子；细胞表面受体主要识别和结合亲水性信号分子结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子或膜结合型信号分子。，包括分泌型信号分子或膜结合型信号分子。根据根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同，细胞表面受体分属三大家族：信号转导机制和受体蛋白类型的不同，细胞表面受体分属三大家族：离子通道耦联受体。离子通道耦联受体。G G蛋白耦联受体。蛋白耦联受体。酶连受体。酶连受体。离子通道耦联受体离子通道耦联受体质膜质

11、膜信号分子信号分子离子离子活化的效应酶活化的效应酶信号分子信号分子活化的活化的G蛋白蛋白效应酶效应酶G蛋白耦联受体蛋白耦联受体G蛋白蛋白无活性的催化结构域无活性的催化结构域活化的催化结构域活化的催化结构域信号分子信号分子受体二聚化受体二聚化酶连受体酶连受体 离子通道耦联受体有组织分布特异性，主要存在于神经、肌肉等可离子通道耦联受体有组织分布特异性，主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞；兴奋细胞；G G蛋白耦联受体和酶连受体存在于不同组织的几乎所有类型蛋白耦联受体和酶连受体存在于不同组织的几乎所有类型的细胞。的细胞。受体一般至少有两个功能域受体一般至少有两个功能域(结合配体的功能域及产生效应的功能结

12、合配体的功能域及产生效应的功能域域)，分别具有结合特异性和效应特异性。，分别具有结合特异性和效应特异性。受体结合特异性配体后被激受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，引发活，通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，引发两种主要的细胞反应：一是细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影两种主要的细胞反应：一是细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞功能和代谢；二是影响细胞内特殊蛋响细胞功能和代谢；二是影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达。的修饰激活或抑制基因表

13、达。生物体内的细胞会接触到许多以不同状态存在的信号分子，生物体内的细胞会接触到许多以不同状态存在的信号分子，细胞对细胞对外界特殊信号分子的反应能力取决于细胞是否具有相应的特殊受体。受外界特殊信号分子的反应能力取决于细胞是否具有相应的特殊受体。受体与信号分子空间结构的互补性是两者特异性结合的主要因素，体与信号分子空间结构的互补性是两者特异性结合的主要因素，但并不但并不意味受体与配体之间是简单的一对一的关系。不同细胞对同一种化学信意味受体与配体之间是简单的一对一的关系。不同细胞对同一种化学信号分子可能具有不同的受体。因此，不同的靶细胞以不同的方式应答于号分子可能具有不同的受体。因此，不同的靶细胞以

14、不同的方式应答于相同的化学信号。另外也有不同的细胞具有相同的受体，当与同一种信相同的化学信号。另外也有不同的细胞具有相同的受体，当与同一种信号分子结合时，不同细胞对同一信号产生不同的反应，或同一细胞上不号分子结合时，不同细胞对同一信号产生不同的反应，或同一细胞上不同的受体应答于不同的胞外信号产生相同的效应。再有就是一种细胞具同的受体应答于不同的胞外信号产生相同的效应。再有就是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从而启动细胞不同生有一套多种类型的受体，应答多种不同的胞外信号从而启动细胞不同生物学效应，如存活、分裂、分化或死亡。靶细胞一方面通过受体对信号物学效应，如存活、分裂、分

15、化或死亡。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。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。3 3、第二信使与分子开关、第二信使与分子开关 第二信使学说第二信使学说:胞外化学物质胞外化学物质(第一信使第一信使)不能进入细胞，它作用于不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。现在现在一般将一般将细胞外信号分子称为

16、细胞外信号分子称为“第一信使第一信使”。第一信使与受体。第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。目前公认目前公认的第二信使包括的第二信使包括cAMP(cAMP(腺苷腺苷-3,5-3,5-环化一磷酸环化一磷酸)、cGMP(cGMP(环鸟苷酸环鸟苷酸)、CaCa2+2+、二酰甘油、二酰甘油(DAG)(DAG)、1 1，4 4，5-5-肌醇三磷酸肌醇三磷酸 (IP(IP3 3)等。等。第一信使第一信使第二信使第二信使发生反应发生反应G G蛋白偶联受体激活心肌质膜的蛋白偶联受体激活心肌质膜的K K+离子通道离子通道二、信号转导系统及其特性二、信号转导系统及其特性 (一一)信号转导系统的基本组成与信号蛋白信号转导系统的基本组成与信号蛋白 通过细胞表面受体介导的信号途径由下列通过细胞表面受体介导的信号途径由下列4 4个步骤组成：个步骤组成：胞外信号分子首先被细胞表面特异性受体识别并结合；胞外信号分子首先被细胞表面特异性受体识别并结合；胞外信号通过适当分子开关机制实现信号跨膜转导，产生胞内第二胞外信号通过适当分子开关机制实现信号跨膜转导，