细胞信号转导障碍与疾病.ppt
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1、细胞信号转导障碍与疾病,主要内容: 1、细胞信号转导的定义 2、细胞信号的接收与转导 3、细胞信号转导障碍与疾病,一、细胞信号转导的定义,细胞通过胞膜或胞内受体感受胞外信息的刺激、通过胞内信号转导系统影响其生物学功能的过程。 信号转导通路的组成包括胞外信息、受体、信号转导通路、终端。,以激素为例展示细胞膜受体在信号转导中的作用,膜受体,腺苷酸环化酶,(第二信使),二、细胞信号种类,(一)物理信号: 如光、电、机械刺激、紫外线、温度、渗透压等。 (二)化学信号: 1、体液因子:激素、神经递质、细胞因子等。 2、气味分子: 3、细胞代谢产物、药物等: 水溶性化学信息分子(肽类激素、生长因子)不能直
2、接穿过细胞膜,需要与膜表面的特殊受体结合,才能将信息传到细胞内。此过程称跨膜信号转导。 脂溶性化学信息分子(类固醇、甲状腺激素)能直接穿过细胞膜与胞浆或核内受体结合,诱发细胞特定的应答效应。,三、细胞信号的接收与转导:,(一)信号的接收与跨膜转导: 1、膜受体介导的跨膜信号转导: 膜受体包括离子通道型受体、G蛋白偶联受体、具有酶活性的受体、TNF受体超家族、细胞粘附分子等。 离子通道型受体存在于细胞膜和内质网膜,由多个亚基组成。具有四个跨膜段、蒹有受体和离子通道两种功能,与配体(信息分子)结合后通道开放,离子跨膜流动转导信号,包括烟碱型乙酰胆碱受体(nAchR)、A型氨基丁酸受体(GAABAA
3、R)与5HT受体中的5HT3R。,光受体介导的信号转导,细胞膜,G蛋白,光信号通过光感受细胞 激活G蛋白,再激活磷酸二酯酶 后者使cGMP分解为5-GMP, 抑制cGMP对Na+通道的活化, 使细胞膜处于超极化状态,以此传递兴奋信息。,G蛋白偶联受体: 为七次跨膜受体,其配体(信息分子)包括多种激素、神经递质、神经肽、趋化因子、PG、光、气味分子等。G蛋白由、三个亚基组成,其中亚基能与GTP启动信号转导;与GDP结合终止信号转导,起分子开关的作用。,一次跨膜具有酶活性的受体包括酪氨酸蛋白激酶型受体(PTK)、丝/苏氨酸蛋白激酶型受体、鸟氨酸环化酶型受体。配体与受体结合后导致酶的激活,后者对底物
4、蛋白作用,信号进一步转导。,离子通道型受体,nAchR、谷氨酸受体 甘氨酸受体、GABAR,GTP GDP,G蛋白偶联受体,跨膜受体,具有酶活性受体,酪氨酸蛋白激酶型受体 丝/苏氨酸蛋白激酶型受体 酪氨酸蛋白磷酸酶型受体 鸟氨酸环化酶型受体,a亚基与GTP结合启动 信号转导;与GDP结 合信号转导终止,核受体(存在于胞浆或核内),甾体激素受体 甲状腺素受体 维甲酸受体,与配体结合之后,与配体结合后 构象变化,并与核内 靶基因中的激素反应 元件结合。再通过 与转录中介因子、基础转导因子和其它转录因子间相互作用,激活 或抑制靶基因的表达,调节机体的生长、发育、生殖并参与体内的 免疫与炎症反应。,2
5、、物理信号的接收与转导: 已知光信号是通过视网膜细胞中的光受体紫红质接受和转导的。 神经系统信号通过电压敏感的离子以动作电位方式沿神经纤维传送,到了突触部位电信号变成光信号,突触前膜释放神经递质被突触后膜受体接受,再将化学信号转变成电信号传送。,(二) 细胞内的信号转导通路:,1、细胞内信使蛋白激酶介导的信号通路: (1)腺苷酸环化酶: 该酶与刺激性G蛋白(Gs)和抑制性G蛋白(Gi)偶联,Gs激活该酶产生第二信使cAMP;Gi则抑制该酶活性。 (2)磷脂酶: 包括磷脂酶A2(PLA2)、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶D(PLD)等。激活的磷脂酶分解膜磷脂产生花生四烯酸、三磷酸肌醇(IP3)、二酰
6、甘油(DAG,又称甘油二酯、PG)、磷脂酸(PA)、磷酸胆碱、神经酰胺等第二信使,再继续将信号传向下游。,(3)磷脂酰肌醇激酶: 包括磷脂酰肌醇3、4、5激酶(PI-3K、PI-4K、PI-5K)。 磷脂酰肌醇激酶产生的细胞内信使(第二信使)再激活信使依赖的蛋白激酶如cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA)cGMP依赖的蛋白激酶G(PKG)、磷脂和钙离子依赖的蛋白激酶C(PKC),由此信号进一步转导,产生生物效应。,2、小G蛋白介导的信号转导通路: 小G蛋白分子量小,由一条亚基组成。能与GDP或GTP结合,鸟苷酸交换因子/蛋白促进小G蛋白释放GDP结合GTP为正调控蛋白。GTP酶激活蛋白能提高小G蛋
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