细胞通讯与细胞信号转导 PPT课件

• 蛋白激酶和蛋白磷酸化酶级联是最重要 的细胞内信号传递系统
– Page126 Table 9-3图示各种激酶分子 – 包括蛋白苏氨酸激酶：
• PKA、B、C、G， CaM-PK一般由第二信使激活 • MAPK（ras as activator）、CDK（cyclins） and TGF-beta receptor（TGF-beta）
第九章 细胞通讯与细胞信号转 导的分子机制
An animal cell depends on multiple extracellular signals. Each cell type displays a set of receptor proteins that enables it to respond to a corresponding set of signal molecules produced by other cells. These signal molecules work in combinations to regulate the behavior of the cell. As shown here, many cells require multiple signals (green arrows) to survive, additional signals (red arrows) to divide, and still other signals (black arrows) to differentiate. If deprived of appropriate signals, most cells undergo a form of cell suicide known as programmed cell death, or apoptosis.
G蛋白三聚体的地位和作用
A
R

A GDP
A
R A R GTP GTP
R GDP
GTP
(GTPase)
-Pi
Adenylate Cyclase Phospholipase C Ion Channels Phospholipase A2 Phosphodiesterase
•
可逆性 受体由信号结合所引起的信号转导过 程在信号减弱时可恢复到初始状态，不会引 起持久不断的刺激
第二节 细胞内信号转导机制
信号分子 – 多数涉及G蛋白偶连受体的信号转导 – 重要的有：Camp、cGMP、IP3、DAG、Ca+、 PIP3 和 NO
二、化学信号的种类
• 内分泌信号：长距离通讯；各种激素，靶细胞 远离信号产生细胞；通过血液运输 • 旁分泌信号：短距离通讯；生长因子和细胞因 子；靶细胞紧邻信号产生细胞；细胞间液运送 • 神经信号：突触是旁分泌（paracrine）特例 • 接触通讯是化学信号的特例 • 有些因子既可产生长距离信号，又可近距离作 用：FAS-L有结合型和溶解型；多数生长因子 可通过血液运输；另有细胞因子的靶细胞可以 是产生因子的细胞本身（autocrine），如EGF
• 小分子G蛋白
• 其中ras/rap蛋白在信号转导过程中的地 位最为重要
• 信号分子的相互识别-相互作用结构域
– 为保证信号转导的准确性，信号分子间的识别结构， 位于信号分子内部
• SH2（src homology 2 domain）由100个氨基酸组成，结合 磷酸化的酪氨酸残基和周围结构 • SH3 （src homology 3 domain）由50-100个氨基酸组成，结 合富含脯氨酸的蛋白质 • （SH1是酪氨酸激酶结构域） • PH 由120个氨基酸组成，可结合磷脂类物质如PIP2和PIP3 等 • PTB（protein tyrosine binding domain） 由160个氨基酸组 成，识别和SH2不同的磷酸化酪氨酸和周围结构
– 蛋白酪氨酸激酶：
• Receptor PTKs-EGFR、InsR • 细胞内PTKs：src family， JAK family etc。
• 与以上激酶所对应的磷酸化酶
• GTP binding protein，G蛋白
– 两类G蛋白
• 三聚体G蛋白
– 属于膜结合蛋白 – 由三个亚基构成 – 其中alpha亚基结合GTP活化后，可激活膜上的腺苷酸 活化酶等，主要的有： » Gs 腺苷酸环化酶升高，cAMP升高 PKA活性升高 » GI 腺苷酸环化酶降低，cAMP降低 PKA活性降低 » Gq 活化磷脂酶C，产生IP3、DAG和Ca离子 PKC活化 » Gt 鸟苷酸环化酶 cGMP 离子通道
表达调控和信号转导
• 基因表达差异是细胞分化的分子基础 • 分化和已分化细胞间的协调和统一是由细胞内 外的细胞通讯途径来完成的 • 细胞间识别、联络和相互作用的过程称为细胞 通讯（cell communication) • 细胞接受胞外信号分子,将调节信号在胞内传递 给靶分子,引起细胞的应答的过程为信号转导 (signal transduction) • 应答的种类包括: 瞬时的代谢调节，电化学的改变， 基因表达的改变
三、受体（receptor）-结合配体，转换信号
（一）作用特点 • 特异性 高度的配体（ligand）特异性 • 高亲和性 只需极少数配体分子即可充分激活 • 可饱和性 过多的配体不能产生超范围的刺激； 脱敏：长期接触配体后：，
– – – 受体数目受其基因表达的调控减少； 化学修饰使亲和性降低或 去除，如利用受体介导的内吞作用（receptormediated endocytosis）
第一节 细胞通讯
一、通讯方式 • 间隙连接（gap junction） 可通过小分子 物质如第二信使cAMP和Ca离子等 • 膜表面分子接触 表面分子的相互识别， 如T-细胞表面的TCR和APC表面的AgMHC分子的识别和CD28和B7的协同刺 激；整合素（integrin）分子的结合等 • 化学信号 各种激素、细胞因子和生长因 子的作用；突触的信号传递