-信号转导

信号转导系统信号转导生物体对环境(包括外环境和内环境)信号变化有极高的反应性。

如细菌趋向营养物的运动，视觉细胞对光的感觉，饥饿时激素信号使燃料分子(feul molecules)如糖、脂肪、蛋白质等释放内部能量，生长因子诱导分化等都是典型的例子。

细胞对外界刺激的感受和反应都是通过信号转导系统(signal transduction system)的介导实现的。

该系统由受体、酶、通道和调节蛋白等构成。

通过信号转导系统、细胞能感受、放大和整合各种外界信号。

第一节细胞信号的概况一、细胞外信号分子的识别在多细胞高等生物体内，细胞间的相互影响是通过信号分子实现的，信号分子包括蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、类固醇、脂肪酸衍生物和一些溶于水的气体分子，如一氧化碳、一氧化氮等。

这些信号分子大多数由信号细胞(signaling cells)分泌产生，有些是通过扩散透过细胞膜释放，有些则是和细胞膜紧密结合，需要通过细胞接触才能影响到和信号细胞相接触的其他细胞。

信号分子对靶细胞的作用都是通过一类特异的蛋白质——受体实现的，受体能特异地识别信号分子。

靶细胞上的受体大多数是跨膜蛋白质(transmembrane proteins)，当受体蛋白和细胞外信号分子(也称配体ligand)结合后就被激活，从而启动靶细胞内信号转导系统的级联反应(cascade)。

有些受体位于细胞内，信号分子必须进入细胞才能与受体结合，并使受体激活，这些信号分子都是分子量很小而且是脂溶性的，能扩散通过细胞膜进入细胞。

二、分泌性信号分子作用途径旁分泌(paracrine)由细胞分泌的信号分子只是作为局部的介导物，作用于邻近的靶细胞，称为旁分泌。

旁分泌的信号分子由细胞分泌后，不能扩散至较远的距离，这种信号分子很快地被邻近的靶细胞摄入，或被细胞外酶降解(图17-1A)。

突触(synapses)在较高等的多细胞生物体内，神经细胞(或神经元)能通过轴突与相距较远的靶细胞接触。

1基本概念信号转导signal transduction——细胞内外的信号，通过细胞的转导系统转换，引起细胞生理反应的过程。

化学信号chemical signals——细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。

物理信号physical signal——细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。

G蛋白G protein——全称为GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有GTP水解酶的活性而得名。

在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又称为偶联蛋白或信号转换蛋白。

第二信使second messenger——能被胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子。

第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。

在植物细胞中的第二信使系统主要是钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环核苷酸信号系统等。

动作电波action potential，AP——也叫动作电位，指细胞和组织中发生的相对于空间和时间的快速变化的一类生物电位，它是植物的一种物理信号，可通过输导组织传递。

钙调素calmodulin，CaM——是最重要的多功能Ca2+信号受体，为单链的小分子酸性蛋白。

当外界信号刺激引起胞内Ca2＋浓度上升到一定阈值后，Ca2+与CaM结合，引起CaM构象改变。

而活化的CaM又与靶酶结合，使其活化而引起生理反应。

磷脂酰肌醇phosphatidylinositol，PI——亦称肌醇磷脂(lipositol)，即其肌醇分子六碳环上的羟基被不同数目的磷酸酯化，PI为磷脂酰肌醇；PIP为磷脂酰肌醇-4-磷酸；PIP2为磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸。

肌醇磷脂参与细胞胞内的信号转导。

肌醇-1，4，5-三磷酸inositol-1，4，5-triphosphate，IP3——植物细胞内信号分子，通过调节Ca2+浓度来传递信息。

信号转导名词解释
信号转导是生物学领域中的一个概念，指的是细胞内或细胞间的信号传递过程，即从信号的产生到信号的传递、传感和响应的一系列事件。

这个过程涉及到多种分子和细胞结构的相互作用，调节和控制细胞的生理活动。

信号转导的过程可以分为几个步骤。

首先，信号必须被产生，通常是由它的外部刺激（如荷尔蒙、细菌毒素、光线等）引起。

然后，这个信号被传递到细胞内，进入细胞质或细胞核。

细胞内的信号传递通常通过分子信使、细胞内信号分子和蛋白质配体的相互作用来实现。

这些信号分子可以是离子、小分子化合物、激素、细胞因子或其他生物分子。

在信号传递过程中，信号分子通常与受体蛋白质结合，触发一系列的化学反应和分子变化。

这些反应可以包括分子的磷酸化、蛋白质结构的变化、酶活性的调节等。

这些变化导致了信号的传导和放大，将信号传递到细胞内其他位置或其他细胞。

信号传导的最终效应是调控细胞内多种生物过程的发生和进行。

这些过程包括细胞分化、增殖、凋亡、细胞骨架的重构等。

不同的信号传导路径可以通过不同的信号分子和信号受体来触发，从而调控不同的生理活动和细胞功能。

信号转导在生物学中具有重要的意义。

它是细胞内外信息交流的基础，使细胞能够适应环境变化，维持生物体内稳态。

同时，信号转导的异常可以导致多种疾病的发生，如癌症、炎症、心
血管疾病等。

因此，对于信号转导的研究有助于理解细胞功能和疾病机制，为新药的发现和治疗提供了重要的理论基础。

细胞的信号转导信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程完整的信号传递程序:1、合成信号分子;2、细胞释放信号分子;3、信号分子向靶细胞转运;4、信号分子与特异受体结合;5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用;6、终止信号分子的作用;第一节、细胞外信号1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。

如：配体2、配体的概念：指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。

3、配体的类型：1）水溶性配体：N递质、生长因子、肽类激素2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。

第二节、受体一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。

二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内）1、细胞表面受体类型1）离子通道偶联受体：特点：本身既有信号结合位点又是离子通道组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。

2）酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。

特点：N端细胞外区有配体结合部，C端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性。

组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。

3、 G蛋白偶联受体：是N递质、激素、肽类配体的受体。

1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G蛋白，活化的G蛋白再激活第二信使的酶类。

通过第二信使引起生物学效应。

2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。

3）G蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢，敏感，灵活，类型多。

G蛋白偶联受体:G蛋白（由G蛋白偶联受体介导的信号转导）1）、G蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G蛋白偶联受体—G蛋白2）、G蛋白的结构特征：①由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。

信号转导的名词解释在生物学领域中，信号转导是指细胞内外信息的传递和响应过程，它在生物体的生长、发育、代谢、免疫和细胞分化等各个方面起着重要作用。

信号转导通过一系列的分子事件将外界的物理、化学或生物学信息转化为细胞内部的生理反应和细胞功能的调控。

本文将对信号转导的概念、机制和重要分子进行解释。

一、信号转导的概念信号转导是指生物体对外界刺激信号做出的一系列反应，从而调控细胞功能和整体生理过程的过程。

信号转导广泛存在于生物体的细胞内外环境中，包括化学物质、生物活性物质、外界温度、光线、机械刺激等。

这些信号通过受体蛋白在细胞膜内外表面感知，并通过信号分子的传递引起一系列生物反应。

二、信号转导的机制1. 受体激活与信号传递：当外界信号刺激到细胞表面的受体蛋白时，受体会发生构象变化，导致内外信号的转换。

这些受体可以是细胞表面受体（如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体等），也可以是细胞内受体（如核受体等）。

2. 信号分子传递：一旦受体激活，信号会通过一系列的分子传递事件来传导。

这些信号分子可以是离子、细胞因子、激素、磷酸化蛋白等。

它们会通过跨膜信号传递、细胞内信号传递或核内信号传递等方式将信号从受体传递至下游分子，共同参与调控细胞内的生理过程。

3. 下游反应与细胞调控：信号转导过程最终会引起一系列下游反应，包括基因表达调控、细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移、细胞分化等。

这些下游反应会进一步影响细胞内的信号网络，形成正反馈或负反馈回路，从而调控整个细胞或组织的功能。

三、重要的信号分子1. G蛋白偶联受体：G蛋白偶联受体是一类广泛存在于细胞膜上的受体，可以感知多种信号分子，包括激素、神经递质等。

激活G蛋白偶联受体后，可以启动下游信号级联反应，例如通过激活腺苷酸环化酶促使细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平上升，从而激活蛋白激酶A等。

2. 酪氨酸激酶受体：酪氨酸激酶受体是一类能够通过磷酸化反应激活的受体。

激活酪氨酸激酶受体后，它们可以自身磷酸化或磷酸化其他下游目标蛋白，进而引起一系列信号传递和细胞内信号级联反应，例如细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡等。

多细胞生物是由不同类型的细胞组成的社会，而且是一个开放的社会，这个社会中的单个细胞间必须协调它们的行为，为此，细胞建立通讯联络是必需的。

如生物体的生长发育、分化、各种组织器官的形成、组织的维持以及它们各种生理活动的协调，都需要有高度精确和高效的细胞间和细胞内的通讯机制。

2. 信号传导(cell ignalling) 是细胞通讯的基本概念，强调信号的产生、分泌与传送，即信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。

3. 信号转导(ignal tranduction) 是细胞通讯的基本概念，强调信号的接收与接收后信号转换的方式 (途径)和结果，包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等，即信号的识别、转移与转换。

4. 信号分子(ignaling molecule) 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。

多细胞生物中有几百种不同的信号分子在细胞间传递信息，这些信号分子中有蛋白质、多肽、氨基酸衍生物、核苷酸、胆固醇、脂肪酸衍生物以及可溶解的气体分子等。

根据信号分子的溶解性分为水溶性信息(water-oluble meenger)和脂溶性信息(lipid-oluble meenger)，前者作用于细胞表面受体，后者要穿过细胞质膜作用于胞质溶胶或细胞核中的受体。

其实，信号分子本身并不直接作为信息，它的基本功能只是提供一个正确的构型及与受体结合的能力，就像钥匙与锁一样，信号分子相当于钥匙，因为只要有正确的形状和缺齿就可以插进锁中并将锁打开。

至于锁开启后干什么，由开锁者决定了。

5. 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。

1信号转导：受体细胞通过受体接收胞外信号，将胞外信号转变为胞内信号，并经一系列胞内信号转导途径的传导和放大，控制相关基因表达和引起特定的生理生化反应，这种从细胞受体感受胞外信号，到引起特定生理生化反应的一系列信号转换过程和反应机制称为信号转导。

2化学信号：指细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理生化反应的化学物质。

3物理信号：指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。

4第二信使：是指细胞感受胞外环境信号和胞间信号后产生的具有生理调节活性的胞内信号分子，都是小分子物质。

植物中的第二信使主要有cAMP、钙离子、NO、DAG和IP3等。

5受体：存在于细胞表面或细胞内部，能感受信号或与信号分子特异性结合，并引起特定的生理生化反应的生物大分子。

6细胞表面受体：指存在于细胞质膜上的受体，也称膜受体。

通常由与配基相互作用的细胞外结构域、将受体固定在细胞膜上的跨膜结构域和起传递信号作用的胞内结构域3部分组成。

细胞表面受体通常是跨膜蛋白质，大多数信号分子不能过膜，通过与细胞表面受体结合，经跨膜信号转换将胞外信号传至胞内。

7细胞内受体：指存在于细胞质中或亚细胞组分（细胞核、液泡膜等）上的受体。

胞内受体识别和结合的是能够穿过细胞质膜的信号分子。

8配基：指与受体特异结合的化学信号分子。

9钙指纹：指能被细胞识别的、由某种刺激产生的、具有特异性时空变化的钙信息。

10G蛋白：是细胞内一类具有重要生理调节功能的蛋白质，参与细胞信号转导过程的G蛋白主要有小G蛋白和异三聚体G蛋白，其中三聚体G蛋白由β、α、ϒ3个不同亚基构成。

11双信使系统：指肌醇磷脂信号系统。

胞外信号被膜受体接受后以G蛋白为中介，由质膜中的磷脂酶C水解肌醇磷脂，产生两个胞内信号分子：三磷酸肌醇(IP3)和二脂酰甘油（DAG）,分别激活两个信号传递途径：IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，因此把这一信号系统称为双信号系统。

12激发子：指由病原体产生，并能够激发或诱导植物寄主产生防御反应的因子。

肝癌相关细胞信号转导通路的研究进展之受体型酪氨酸蛋白激酶体系引言信号转导是20 世纪90 年代以来生命科学研究领域的热点问题和前沿。

信号转导的基本概念是细胞外因子通过与受体结合, 所引发细胞内的一系列生物化学反应,直至细胞生理反应所需基因的转录表达开始的过程。

是细胞间实现通讯的关键过程，是目前生命科学研究的一个重要内容。

细胞信号转导途径包括细胞表面受体介导的信号转导途径和胞内受体介导的信号传导途径，并存在着各自的特点。

随着癌基因和抑癌基因的发现,细胞信号转导通路的阐明, 极大地丰富了人们对细胞癌变机制的认识。

通过对癌基因产物功能的分析, 发现许多癌蛋白位于正常细胞信号转导通路的不同部位, 对促进细胞分裂增殖起着重要的作用。

在肿瘤发生发展的过程中, 由于正常的基因调控紊乱, 可导致细胞信号传递网络的异常。

与正常细胞相比, 往往一些通路处于异常活跃状态, 而有一些通路却传递受阻。

如，与肝癌有关的细胞信号转导通路有酪氨酸激酶信号转导通路、Ｎｏｔｃｈ信号转导通路、核转录因子ｋａｐｐａＢ（ＮＦ－κＢ）通路、Ｈｅｄｇｅｈｏｇ（Ｈｈ）信号通路等，现将近年来的研究进展作一综述，并重点阐述酪氨酸蛋白激酶体系在肝癌发病、转移、治疗与耐药中的作用。

１酪氨酸激酶信号转导通路酪氨酸激酶（ＰＴＫｓ）具有催化ＡＴＰ的γ磷酸基，转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上，使酚羟基磷酸化而活化。

ＰＴＫｓ包括受体型ＰＴＫｓ和非受体型ＰＴＫｓ两大类。

受体型ＰＴＫｓ通常具有一个可以与特定配体相结合的细胞外结构域、一个跨膜区及一个可以选择性地与底物结合并将其磷酸化的细胞内激酶域。

配体与受体酪氨酸激酶的细胞外结构区域结合，引起其结构改变从而产生酶催化活性。

１．１Ｒａｓ／Ｒａｆ／ＭＡＰＫ信号转导通路丝裂原活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）信号转导通路，存在于所有生物体内的大多数细胞内，是真核生物细胞重要的信号转导通路，可将细胞表面信号刺激转导至细胞及其核内，与细胞增殖、分化、凋亡等生理过程密切相关；也是多种生长因子、细胞因子、整合素等所共有的信号转导通路，并且ＭＡＰＫ通路磷酸化级联反应还是多种应激原的共同信号通路ＭＡＰＫ通路信号的传送是通过ＭＡＰＫＫＫ、ＭＡＰ－ＫＫ和ＭＡＰＫ连续的磷酸化作用实现的。