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第十七章 信号转导

第十七章 信号转导. 一、信号转导系统 signal transduction system 第一信使 受体 第二信使 效应蛋白 效应蛋白. 1. 第一信使：细胞外信号分子. cell. （ 1 ）激素 （ 2 ）神经递质 / 神经肽 （ 3 ）细胞因子 （ 4 ）气体信号（ NO ）. 神经传递 内分泌 旁分泌 扩散. 分泌性信号分子作用途径（图 17-1 ）. 4. 气体分子（扩散）. 3. 旁分泌. 2. 内分泌. 1. 神经传递. 图 17-1. 激素的作用机制. 水溶性激素： 蛋白质、肽类激素

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第十七章 信号转导

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Presentation Transcript

  1. 第十七章 信号转导

  2. 一、信号转导系统 signal transduction system 第一信使 受体第二信使 效应蛋白 效应蛋白

  3. 1. 第一信使：细胞外信号分子 cell （1）激素 （2）神经递质/神经肽 （3）细胞因子 （4）气体信号（NO） 神经传递 内分泌 旁分泌 扩散 分泌性信号分子作用途径（图17-1）

  4. 4.气体分子（扩散） 3.旁分泌 2.内分泌 1.神经传递 图17-1

  5. 激素的作用机制 水溶性激素： 蛋白质、肽类激素 儿茶酚胺类激素 1 脂溶性激素： 类固醇类激素 甲状腺激素 视黄酸 2 图16-1

  6. 2.受体 跨膜受体（transmembrane protein) 细胞内受体 3.第二信使 4.效应蛋白 膜受体：1、功能/调节蛋白 2、转录因子 靶基因顺式作用元件 内受体：转录因子 靶基因顺式作用元件

  7. 5.细胞和信号分子之间的关系： s cell cell cell s s s cell

  8. 二.细胞膜受体的类型 1. 离子通道偶联受体 （ion-channel-linked –receptor） 2. G蛋白偶联受体 （G-protein- linked -receptor ） 3.酶偶联受体 （enzyme-linked-receptor ）

  9. （一）离子通道偶联受体1. 作用：参与电兴奋性细胞间的突触信号 快速传递2. 特点：受体本身构成离子通道3. 举例：N型乙酰胆碱，γ-氨基丁酸受体 图17-2

  10. （二）G蛋白偶联受体 A酶 Aa受体 ——G蛋白——效应蛋白 离子通道 图17-3

  11. （三）酶偶联受体1. 受体本身具有“酶”活性 2. 受体 结合部位在外 催化部位在内 图17-4

  12. 三.通过G蛋白偶联受体介导的 信号转导系统 • G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的 信号转导系统 • 通过Ca2+的信号转导体系 • 通过G蛋白偶联受体激活 肌醇磷脂信号途径 (双信使途径)

  13. G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的 信号转导系统 腺苷酸环化酶 受体 Pro Pro-p 信号分子 ATP cAMP G蛋白 A 激 酶 生理功能调节

  14. Pro Pro-p • 调节蛋白的磷酸化 • e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶 • 转录因子磷酸化 • e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化 CRE（cAMP反应元件） 促进有关基因转录

  15. 信号分子： Gs:促甲状腺激素(TSH) 促肾上腺皮质激素(ACTH) 促黄体生成素 甲状旁腺激素 肾上腺素 胰高血糖素 抗利尿激素

  16. (一) G蛋白偶联受体家族1.最大的受体家族 2.受体家族结构相似：（1） 一条多肽链组成的跨膜蛋白（2）膜外 配体结合的区域 跨膜 7段不连续的肽段组成 膜内 与G蛋白结合的区域

  17. 接受信号 1 2 3 4 5 6 7 和G蛋白结合 图17-5

  18. (二) GTP-结合蛋白（G蛋白）(GTP binding protein)1.三聚体G蛋白,与膜受体偶联2.结构：αβγ三种亚基 固定于细胞膜内侧3.特性：具GTP酶的活性 GTP GDP

  19. 4.种类： （功能） Gs:(Stimulatory G protein) (+)腺苷酸环化酶 cAMP Gi:( inhibitory G protein ) (-)腺苷酸环化酶 cAMP Gq:活化磷脂酶C-β

  20. (三) cAMP：ATP 腺苷酸环化酶Gs Gi cAMP A激酶cAMP磷酸二酯酶5’-cAMP

  21. 图17-8

  22. （四）cAMP 依赖的蛋白激酶（A激酶） 1.结构：2个催化亚基，2个调节亚基 的蛋白质 2.激活：别构激活 （别构剂cAMP）图17-9 A激酶 3.作用：Pro Pro-P 图17-9

  23. （五）靶蛋白 1.代谢途径中的一些酶 e.g.骨骼肌糖原代谢 2.激活一些特异基因的转录(转录因子磷酸化） CREB(CRE结合蛋白)A激酶CREB-P + CRE(cAMP反应元件)

  24. 肾上腺素 图17-10

  25. （六）G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的信号转导系统的特点（六）G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的信号转导系统的特点 • cAMP的生物学效应为一过性反应 • 快速调节

  26. 腺苷酸环化酶 受体 Pro Pro-p 信号分子 ATP cAMP G蛋白 A 激 酶 生理功能调节 G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的 信号转导系统

  27. Pro Pro-p • 调节蛋白的磷酸化 • e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶 • 转录因子磷酸化 • e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化 CRE（cAMP反应元件） 促进有关基因转录

  28. 通过Ca2+的信号转导体系 电信号/化学信号 底物蛋白/酶 受体 生理效应 胞浆 Ca2+ G蛋白 CaM CaM-PK

  29. 通过Ca2+的信号转导体系 (一)胞内信使-- Ca2+ (1) Ca2+ Ca2+结合蛋白(CaBPs) (2)Ca2+结合蛋白: 钙调蛋白（CaM） * PKC IP3受体 肌醇磷脂磷脂酶C

  30. （二）钙调蛋白（Calmodulin） a. 结构: 单链多肽4个Ca2+结合位点 b. 作用 别构 (1)Ca2+ CaM (+) 直接与靶酶结合 (2) Ca2+ CaM 效应 CaM激酶(CaM-PK)

  31. 通过G蛋白偶联受体激活肌醇磷脂信号途径 (双信使途径) 1.信号分子: 激素: 血管加压素 神经递质: 乙酰胆碱 抗原: 凝血酶:

  32. 2.G蛋白：Gq:活化磷脂酶C-β3.磷脂酶C-β：PIP肌醇磷脂 IP3 第二信使 （PI） PIP2 DG磷脂酶C-β

  33. x

  34. 4.IP3 与 DG的作用---胞内信使(第二信使)（1） IP3的作用:水溶性小分子 内质网Ca2+作用于Ca2+通道 细胞浆Ca2+（2） DG的作用：DGCa2+(+)C激酶 磷脂酰Ser

  35. 5.C激酶： 一类Ca++依赖的蛋白激酶 使一系列靶蛋白磷酸化 6.靶蛋白: 1.神经细胞的离子通道蛋白磷酸化 2.激活一些特异基因的转录(转录因子磷酸化) 转录因子C激酶转录因子-P + 顺式作用元件

  36. 图17-12

  37. PIP2 IP3 磷脂酶C-β 受体 Pro Pro-p 信号分子 Gq蛋白 C 激 酶 生理功能调节 DG Ca2+ 通过G蛋白偶联受体激活肌醇磷脂信号途径

  38. Pro Pro-p 1.神经细胞的离子通道蛋白磷酸化 2.激活一些特异基因的转录(转录因子磷酸化) 转录因子C激酶转录因子-P + 顺式作用元件

  39. 四.酶偶联受体介导的信号转导系统 五种类型： 受体鸟苷酸环化酶 受体酪氨酸激酶 酪氨酸激酶相关受体 受体酪氨酸磷酸酶 受体Ser/Thr激酶特点：受体均为跨膜蛋白膜内具酶活性（或与其他酶相关）

  40. 一、受体鸟苷酸环化酶转导系统特点： 受体具GC活性无需G蛋白介导

  41. 受体 GTP cGMP Pro Pro-p 信号分子 G 激 酶 生理功能调节 心钠素 NO 受体鸟苷酸环化酶转导系统

  42. 信号分子 受体 受体酶活性的激活 Ras途径 生长因子 具有酪氨酸激酶活性 受体二聚体机制 二、受体酪氨酸激酶信号转导系统

  43. （一）受体酪氨酸激酶EGF +EGF受体 Pro- P ( cascade反应) (Tyr激酶) (Ras途径)“受体二聚体”机制激活受体Tyr结构式(自身磷酸化)

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