[课件]第二节 细胞膜的跨膜信号转导PPT

第二节 细胞膜的跨膜信号转导
主 要 内 容
• • • • • • • 一、细胞间信息的传递 二、受体及细胞信号转导 （一）、膜受体介导的信号转导 1. G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 2. 酶耦联受体介导的跨膜信号转导 3. 离子通道型受体介导的跨膜信号转导 （二）、胞内受体介导的信号转导
hormone extracellular
（二）、胞内受体介导的信号转导
• 分类：
• • • • 甾体类激素受体家族 甲状腺素受体家族 基因机制 非基因机制
• 甾体类激素制
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基 因 机 制
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You should now be able to
• 1: Describe the nature of a ligand-receptor interaction and state how such interactions initiate a signaltransduction system. • 2: Compare and contrast G-protein coupled receptors, tyrosine kinase receptors, and ligand-gated ion channel. • 3: List two advantages of a multistep pathway in the transduction stage of cell signaling. • 4: Explain how an original signal molecule can produce a cellular response when it may not even enter the target cell.
• endocrine neurocrine paracrine autocrine synaptic transmission
化学信号的分类
• （1）细胞间通讯的信号分子：
• 激素、神经递质与神经肽、局部化学介导
因子、抗体、淋巴因子等。
• （2）细胞内通讯的信号分子 ： • cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DAG、NO、H2等。
酶耦联受体介导的跨膜信号转导
• 1：酶耦联受体概念
• 受体本身是一种具有跨膜结构的酶蛋白，分为3个 结构区，即细胞外与配体的结合区，细胞内部具 有激酶活性的结构区和连接此两个部分的跨膜结 构区。使之既具有受体的功能，又具有把胞外信
号直接转化成胞内效应的能力。
• 酪氨酸蛋白激酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、鸟苷
• Local distance signaling • gap junction /cell-cell recognition（结构信号） • paracrine /autocrine/ synaptic signaling • / neurocrine
• 电、磁、光信号
• Long distance signaling • endocrine/telecrine
G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
• 2： G蛋白的作用机制
• • • • • • • 2.1：Classification： 大致分为Gs\Gi\Gq\Go\Gt\Gg等几大家族 2.2： G 蛋白信号转导机制 G 蛋白通过 AC 的信号转导 G蛋白通过某些受体门控离子通道的信号转导 G 蛋白通过 PLC 的信号转导 G 蛋白通过 cGMP-PDE 的信号转导
intracellular
Mechanical signal
Physical signal
？
response
membrane
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• 跨膜信号转导：胞外信息分子与受体结合，
将信息传递到胞浆或核内，调节靶细胞功 能的过程。 • 胞外信号的识别与结合、信号转导、胞内 效应等三个环节。
• Reception Transduction Response
一、细胞间信息的传递
细胞通讯
概念: 一个细胞发出的信息通过介质传递到 另一个细胞且产生反应的过程即细胞通讯 方式: ①通过细胞间的缝隙连接，允许无机离子和 水溶性小分子物质的沟通，如电传递； ②通过细胞产生的化学信号分子传递信息， 即化学传递。
（一） 细胞间的电传递
• gap junction
（二）细胞间的化学传递
酸环化酶等。
离子通道型受体介导的跨膜信号转导
• 1：离子通道型受体概念：
• 由多亚基组成受体/离子通道的复合体，除本身有 信号接受部位外，又是离子通道，其跨膜信号转 导无需中间步骤，反应快，一般只需几毫秒。
• 2：分类：
• • • 机械门控受体/离子通道 电压门控受体/离子通道 化学门控受体/离子通道
二、受体及细胞信号转导
• Concept：存在于细胞膜、胞浆或细胞核内的，
能结合外界信号，并将该信号转化为胞内生物学 效应，而对细胞的结构或功能产生影响的一类物 质，大多属蛋白质。
• • • • •
Classification： G-protein coupled receptor tyrosine kinase receptor ion-channel-linked receptor nuclear receptor
Gs型与Gi型G蛋白的作用
Gt型G蛋白的作用
G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
• 3: G 蛋白通过 AC 的信号转导机制
G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
• 4:效应器酶、第二信使及蛋白激酶
• 腺苷酸环化酶、（催化ATP生成cAMP）、PKA； • 磷酸二脂酶（催化GTP降解为cGMP ）、离子通道 或PKG； • 磷脂酶C、（催化细胞膜磷脂生成IP3、DAG和 Ca2+）、 Ca2+通道与PKC; • 5：蛋白激酶使底物磷酸化 phosphorylation cascade • 多个环节可调、信号逐级放大
吉尔曼（Alfred G. Gilman） 德克萨斯大学西南医学中心药学系
开辟了细胞信号跨膜转导研究的新时代
G 蛋白： 与细胞膜受体偶联的G蛋白由3个不同 的亚基组成，又称为异三聚体G蛋白。 小G蛋白： 分散在细胞内有类似G蛋白作用的单体 蛋白，因分子量小而得名。如ras表达产物。
非活化型
活化型
（一）、膜受体介导的信号转导
• G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
• 1: G蛋白 G-protein • guanine nucleotide-binding regulatory protein
• 可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合，与膜受体偶联而 具有信号转导作用的蛋白质家族
A lfre d G o o d m a n G ilm a n （ 1941- ）