第八章 细胞通讯和信号转导
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第八章细胞信号转导1、名词解释细胞通讯: 指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与其受体相互作用,产生特异性生物学效应的过程。
受体: 指能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子。
多数为糖蛋白,少数为糖脂或二者复合物。
第一信使: 由信息细胞释放的,经细胞外液影响和作用其它信息接收细胞的细胞外信号分子第二信使: 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。
2、细胞信号分子分为哪两类?受体分为哪两类?细胞信号分子:亲脂性信号分子和亲水性信号分子;受体:细胞内受体:位于细胞质基质或核基质,主要识别和结合脂溶性信号分子;细胞表面受体:主要识别和结合亲水性信号分子(三大家族;G 蛋白耦联受体,酶联受体,离子通道耦联受体)3、两类分子开关蛋白的开关机制。
GTPase开关蛋白:结合GTP活化,结合GDP失活。
鸟苷酸交换因子GEF引起GDP从开关蛋白释放,继而结合GTP并引起G蛋白构象改变使其活化;随着结合GTP水解形成GDF和Pi,开关蛋白又恢复成失活的关闭状态。
GTP水解速率被GTPase促进蛋白GAP和G蛋白信号调节子RGS所促进,被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。
普遍的分子开关蛋白:通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化和蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化活性调节蛋白质活性。
4、三类细胞表面受体介导的信号通路各有何特点?(1)离子通道耦联受体介导的信号通路特点:自身为离子通道的受体,有组织分布特异性,主要存在与神经、肌肉等可兴奋细胞,对配体具有特异性选择,其跨膜信号转导无需中间步骤,其信号分子是神经递质。
(2)G蛋白耦联受体介导的信号通路特点:信号需与G蛋白偶联,其受体在膜上具有相同的取向,G蛋白耦联受体一般为7次跨膜蛋白,会产生第二信使,G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。
(3)酶连受体信号转导特点:a.不需G蛋白,而是通过受体自身的蛋白酶的活性来完成信号跨膜转换; b.对信号的反应较慢,且需要许多细胞内的转换步骤;c. 通常与细胞生长、分裂、分化、生存相关。
第八章细胞通信生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。
一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化,维持个体的生存;另一方面信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。
生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象,生命的进化实质上就是信息系统的进化。
单细胞生物通过反响调节,适应环境的变化。
多细胞生物那么是由各种细胞组成的细胞社会,除了反响调节外,更有赖于细胞间的通讯与信号传导,以协调不同细胞的行为,如:①调节代谢,通过对代谢相关酶活性的调节,控制细胞的物质和能量代谢;②实现细胞功能,如肌肉的收缩和舒张,腺体分泌物的释放;③调节细胞周期,使DNA 复制相关的基因表达,细胞进入分裂和增殖阶段;④控制细胞分化,使基因有选择性地表达,细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞;⑤影响细胞的存活(图8-1)。
第一节根本概念一、几个容易混淆的概念近年来,由于细胞通信在医学尤其是揭示癌症方面的重要性,使这一领域的研究十分活泼,文献和著作非常的多,不同的作者往往使用不同的名词来描述细胞的信息传递现象,虽然这些名词很相近,但是其内涵和外延不尽相同,现解释如下:细胞信号发放〔cell signaling〕[1],细胞释放信号分子,将信息传递给其它细胞。
细胞通讯〔cell communication〕[2]指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反响的过程。
细胞识别〔cell recognition〕[3]指细胞与细胞之间通过细胞外表的信息分子相互作用,从而引起细胞反响的现象信号转导〔signal transduction〕[4] 指外界信号〔如光、电、化学分子〕与细胞细胞外表受体作用,通过影响细胞内信使的水平变化,进而引起细胞应答反响的一系列过程。
二、细胞信号分子生物细胞所接受的信号既可以使物理信号〔光、热、电流〕,也可以是化学信号,但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。