细胞信号传导导论课件.ppt

1、Three Stages：1.Reception2.Transduction3.Response Cell-signal 专题 http:/ 细胞信号细胞信号(生命科学新视野生命科学新视野3)3)，(美美)多克希，科学出版社多克希，科学出版社 ，20072007年年1111月月细胞信号传导的分子基础与功能调控，姜勇等，细胞信号传导的分子基础与功能调控，姜勇等，科学出版社，科学出版社，20052005年年9 9月月 内容提纲能与能与受体受体呈特异性结合的呈特异性结合的生物生物活性分子称活性分子称 配体配体（ligand）。）。几种分泌方式 1、含氮的激素、含氮的激素（1）氨基酸衍生物：）氨基酸衍

2、生物：Trp褪黑激素、褪黑激素、5-HT Tyr甲状腺激素甲状腺激素、肾上腺素、肾上腺素（2）肽类和蛋白质激素：）肽类和蛋白质激素：胰岛素、神经激素胰岛素、神经激素2、脂肪酸衍生物：、脂肪酸衍生物：前列腺素前列腺素3、类固醇激素（甾类激素）：、类固醇激素（甾类激素）：肾上腺皮质激素、性激素肾上腺皮质激素、性激素MHC major histocompatibility complex TCR T-cell receptor APC antigen presenting cellsLAT linker for the activation of T cells免疫系统counter recepto

3、r小结小结二、受体（receptor）能够识别和选择性结合某种配体配体（信号分（信号分子）子）的大分子物质叫做受体。细胞之间的作用是相互的，一个细胞表细胞之间的作用是相互的，一个细胞表面的受体，就可能是另一个细胞表面受体的面的受体，就可能是另一个细胞表面受体的配体，或者说是另一个细胞表面受体的配体，或者说是另一个细胞表面受体的反受反受体（体（counter receptor）。高度特异性高度特异性高度亲和力高度亲和力可饱和性可饱和性可逆性可逆性配体浓度配体浓度受体饱和度（）受体饱和度（）配体受体结合曲线配体受体结合曲线受体可以分为：（一）胞内受体（Intracellular receptor）

4、（二）膜受体（Membrane receptor）胞内受体（亲脂信号，除前列腺素）膜受体（亲水信号,膜结合的信号）1.配体：亲脂信号配体：亲脂信号 （类固醇激素类固醇激素/甲状腺激素甲状腺激素/视黄酸视黄酸）2.分类：分类：胞浆胞浆受体受体+核核受体受体3.性质：性质：DNA结合蛋白结合蛋白(或转录因子或转录因子)4.结构：结构：（一）胞内受体（一）胞内受体胞内受体结构示意图胞内受体结构示意图具有转录活性具有转录活性含锌指结构含锌指结构结合激素，使受体二聚化，结合激素，使受体二聚化，激活转录激活转录含核定位序列含核定位序列(NLS)Steroidhormone雌激素与胞内受体（二）膜受体（二）

5、膜受体 1.1.配体：亲水信号配体：亲水信号 （+前列腺素前列腺素+膜结合信号）膜结合信号）2.2.分类：分类：(A)(A)离子通道离子通道耦联受体耦联受体 (B)(B)七跨膜受体（七跨膜受体（G G蛋白蛋白耦联的受体）耦联的受体）(C)(C)单次跨膜受体单次跨膜受体 a.a.催化性受体催化性受体 b.b.酶耦联受体酶耦联受体(A)离子通道耦联的受体(ion-channel-linked receptor)1.配体：神经递质配体：神经递质 2.特点：受体特点：受体=离子通道离子通道 3.分类：分类：阳阳离子通道离子通道（N-Ach Na+、Glu Ca2+）阴阴离子通道离子通道（Gly、GAB

6、A Cl-）5个亚单位（）：Ach结合位点 Na+通道 3种构象（关闭-结合打开-结合关闭）（B）G蛋白耦联的受体 (GPCR,G-protein-coupled receptor)配体配体 受体受体蛋白蛋白酶酶 第二信使第二信使蛋白激酶蛋白激酶酶酶离子通道P P 去去 P P开开 关关 肾上腺素、肾上腺素、DA、M-Ach、阿片类、嘌、阿片类、嘌呤类、呤类、PG、一些多肽激素、一些多肽激素 味觉受体、嗅觉受体和视紫红质味觉受体、嗅觉受体和视紫红质1.AC-cAMP-PKA途径经典第二信使学说2.PLC-IP3/DG-PKC途径 双信使学说AC-cAMP-PKA途径Signal transdu

7、ction:A new canonOlivier PourquiNature 433,208-209(20 January 2005)doi:10.1038/433208a胞外：与配体结合胞外：与配体结合跨膜：跨膜：1次次胞内：有胞内：有 或者没有酶活性或者没有酶活性 催化型受体催化型受体（受体（受体=酶）酶）酶耦联的受体酶耦联的受体（受体（受体+酶）酶）催化型受体催化型受体(catalytic receptor)EGFR的二聚化和自磷酸化Molecular Targeting in Radiotherapy:Epidermal Growth Factor ReceptorTheodore D

8、.Chung and William C.Broaddus，Mol.Interv.2005;5:15-19.配体:TGF-超家族成员（TGF-、Activin/Inhibin/Nodal和BMP）效应:抑制细胞增殖、刺激胞外基质合成、刺激骨骼的形成、通过趋化性吸引细胞和作为胚胎发育过程中的诱导信号等。主要是酪氨酸磷酯酶受体（receptor tyrosine phosphatases，RPTP）。作用：控制磷酸酪氨酸残基的寿命。不是简单的与RPTK相反，可能与PTK一起协同工作，如参与细胞周期调控。Domain structure of the receptor-like protein ty

9、rosine phosphatase family.Besco et al.BMC Genomics 2001 2:1 doi:10.1186/1471-2164-2-1 GC的分类 1.膜结合的GC受体 （配体：ANP等）2.胞浆中的sGC （配体:NO）（主要）ANP atrial natriuretic peptide BNP brain natriuretic peptide CNP type C natriuretic peptide Guanylin 鸟苷蛋白 STa heat-stable enterotoxinPKGPDE催化型受体催化型受体(catalytic recepto

10、r)(enzyme-linked receptor)5.PTK耦联受体（tyrosine kinase-linked receptor）配体-受体+酶 非受体PTK：Src、Jak、AblEpo、泌乳素、T cell、B cell、多数细胞因子(IL-2、IFN、CSF、GH等）（细胞因子受体超家族）（细胞因子受体超家族）JAK（just another kinase/janus kinase）STAT（signal transducer and activator of transcription）小结二、受体二、受体（重点重点）胞内受体胞内受体 膜受体膜受体 (A)离子通道耦联受体离子通道

11、耦联受体 (B)七跨膜受体（七跨膜受体（G蛋白耦联的受体）蛋白耦联的受体）(C)单次跨膜受体单次跨膜受体 a.催化性受体催化性受体 1.b.酶耦联受体酶耦联受体 由细胞表面受体接受信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使。三、第二信使 经典的第二信使：cAMP，IP3/DG，Ca2+/CaM 非经典的第二信使：cGMP、花生四烯酸、花生四烯酸、NO、CO、Cer、活性氧、活性氧分类(按成分)核酸类：cAMP，cGMP，cADPR（环腺苷 二磷酸核糖）脂类：DG、Cer 无机离子：如 Ca2+糖类衍生物：如IP3四、蛋白激酶系统蛋白激酶在信号转导中主要作用：1.调节蛋白质的活性2.级联（casca

12、de）放大信号1.PTK激酶系统 受体PTK（质膜上）非受体PTK（胞浆中以及核内）2.Ser/Thr激酶系统 PKA cAMP依赖性蛋白激酶 PKC Ca2+激活的磷脂依赖性蛋白激酶 PKG cGMP依赖的蛋白激酶 CaM-PK 钙调蛋白依赖性蛋白激酶 DNA-PK DNA依赖的蛋白激酶 MAPK 丝裂原激活的蛋白激酶五、连接分子 介导信号传导分子之间相互识别的特殊的结构域，称为连接分子（linker or adaptor）或者调控结合元件（modular binding domain）。3类接头分子：1.没有酶活性的2.有酶活性的 胞浆PTK 胞浆磷酸酪氨酸磷酸酶3.Ras蛋白SH2SH2

13、 （Scr homology 2 domainScr homology 2 domain）与磷酸化的酪氨酸残基结合与磷酸化的酪氨酸残基结合 SH3SH3 （Scr homology 3 domainScr homology 3 domain）与富含脯氨酸的肽段结合与富含脯氨酸的肽段结合 PHPH （Pleckstrin homology domainPleckstrin homology domain）IP3IP3，PKCPKC，G G蛋白的蛋白的亚基亚基PTBPTB （phosphotyrosine binding domainphosphotyrosine binding domain）识

14、别磷酸化的酪氨酸残基附近的氨基端序列识别磷酸化的酪氨酸残基附近的氨基端序列1.一个信号蛋白可以有2个以上的调控结合元件。2.同一类调控结合元件可以存在于多种不同的信号转导分子中。意义：信号转导网络（network or crosstalking）。六、细胞信号转导的效应 长时效应（涉及基因层次，信息至细胞核，靶蛋白是基因调节蛋白）短时效应（不涉及基因层次，信息至细胞质，靶蛋白非基因调节蛋白）相同的信号可产生不同的效应Ach可引起骨骼肌收缩、降低心肌收缩频率，引起唾腺细胞分泌。不同信号产生相同的效应肾上腺素、胰高血糖素，都能促进肝糖原降解而升高血糖。三、第二信使四、蛋白激酶系统 1.PTK激酶系统 2.Ser/Thr激酶系统五、连接蛋白 SH2，SH3，PH，PTB 六、细胞信号转导的效应 长时效应，短时效应重要内容