细胞的信号转导精选课件.ppt

关于细胞的信号转导1 1第一页，本课件共有27页2 2uu信号信号:含有信息内容的一种物质或刺激含有信息内容的一种物质或刺激。n n信号的类型：信号的类型：化学信号：激素化学信号：激素,递质递质,细胞因子细胞因子机械信号：声音机械信号：声音电磁信号：光电磁信号：光电信号：电信号：电流电流第二页，本课件共有27页3 3 跨膜信号转导概念跨膜信号转导概念 指外界信号（化学分子、光、声音等）作用指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于细胞膜表面的于细胞膜表面的受体受体，引起膜结构中一种或多种，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以以新的信号新的信号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。变。第三页，本课件共有27页4 4受体受体n n概概念念：能能够够识识别别和和选选择择性性结结合合某某种种配配体体（信号分子）的大分子物质（信号分子）的大分子物质uu特性特性：（1）特异性）特异性 （2）饱和性）饱和性 （3）亲和性）亲和性第四页，本课件共有27页5 5跨膜信号转导的过程跨膜信号转导的过程外界信号外界信号 细胞膜表面细胞膜表面 一种或几一种或几种膜蛋白分子构象改变种膜蛋白分子构象改变 新的信号进入胞内新的信号进入胞内 膜电位或其他功能变化膜电位或其他功能变化 第五页，本课件共有27页6 6几种主要的跨膜信号转导方式几种主要的跨膜信号转导方式u 离子通道型受体介导的信号转导离子通道型受体介导的信号转导u G蛋白藕联受体介导的信号转导蛋白藕联受体介导的信号转导u 酶联型受体介导的信号转导酶联型受体介导的信号转导 根据膜受体的结构和功能，跨膜根据膜受体的结构和功能，跨膜信号转导的路径可分为三类：信号转导的路径可分为三类：第六页，本课件共有27页7 7一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）离子通道受体（化学门控通道）离子通道受体（化学门控通道）电压门控离子通道电压门控离子通道机械门控通道机械门控通道 1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程、由离子通道完成的跨膜信号传递过程 刺激信号刺激信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子移动离子移动膜膜电位变化电位变化膜内信息膜内信息细胞功能改变细胞功能改变 2 2、类型、类型第七页，本课件共有27页8 8刺激信号刺激信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子移动离子移动膜电位变化膜电位变化膜内信息膜内信息细胞功能改变细胞功能改变 （一）离子通道受体（化学门控通道）（一）离子通道受体（化学门控通道）1、涵义：、涵义：是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜离分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜离子流动，也称促离子型受体。子流动，也称促离子型受体。2、信号传导过程、信号传导过程3、分布、分布 神经肌接头信息传递神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递神经细胞之间的突触传递第八页，本课件共有27页9 9 神经突触神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸神经肌肉接头神经肌肉接头 乙酰胆硷乙酰胆硷化学门控离子通道示意图化学门控离子通道示意图-Ach受体阳离子通道受体阳离子通道第九页，本课件共有27页1010刺激刺激 细胞膜电位的变化细胞膜电位的变化 电电 压门控离子通道开放或关闭压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流离子内流或外流 新信号形成新信号形成（二）电压门控离子通道（二）电压门控离子通道1、涵义、涵义 接受电信号的受体，通过通道的开、关和接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。2、信号转导过程、信号转导过程第十页，本课件共有27页1111Na+通道和通道和K+通道通道作用示意图通道通道作用示意图第十一页，本课件共有27页1212（三）机械门控通道（三）机械门控通道1、涵义、涵义 细胞表面膜存在的能感受机械性刺激并细胞表面膜存在的能感受机械性刺激并引起细胞功能改变的通道样结构。引起细胞功能改变的通道样结构。1）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛2、实例及信号转导过程、实例及信号转导过程 机械信号（声）机械信号（声）静纤毛偏曲静纤毛偏曲机械门控离子通道开放机械门控离子通道开放 离子内流离子内流 膜电位变化膜电位变化2）信号转导过程：）信号转导过程：第十二页，本课件共有27页1313 二、二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导 1、G蛋白耦联受体及其家族分子蛋白耦联受体及其家族分子 1）G蛋白耦联受体蛋白耦联受体u 最大的细胞表面受体家族，共有最大的细胞表面受体家族，共有300多种；多种；u 受体由一条受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜内有配体的结合部位，胞浆侧有结合内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的蛋白的部位；部位；u 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋白。蛋白。第十三页，本课件共有27页1414 2）G蛋白（蛋白（GTP结合蛋白）结合蛋白）u 耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由、和和三个亚单位组成，其中三个亚单位组成，其中亚单位具有鸟苷酸的亚单位具有鸟苷酸的结合位点和结合位点和GTP酶活性。酶活性。u 非活化的非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其蛋白在膜内与受体分离，其亚单位亚单位结合一分子的结合一分子的GDP；u当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G蛋白，此时蛋白，此时亚单位与亚单位与GDP解离，结合一分子解离，结合一分子GTP，并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。，并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。GDP 二磷酸鸟苷GMP 一磷酸鸟苷GTP 三磷酸鸟苷第十四页，本课件共有27页1515第十五页，本课件共有27页1616 3）G蛋白效应器蛋白效应器：A、催化生成第二信使的酶：催化生成第二信使的酶：包括包括:腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(AC)磷脂酶磷脂酶C(PLC)磷酸二脂酶磷酸二脂酶(PDE)磷脂酶磷脂酶A2等等 B、离子通道离子通道:第十六页，本课件共有27页17174）第二信使第二信使：它是激素、递质、细胞因子等信号它是激素、递质、细胞因子等信号分子作用于细胞膜后细胞内产生的信分子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因子，间接地把细胞外信号转入细号因子，间接地把细胞外信号转入细胞内。胞内。包括包括cAMP（环磷酸腺苷环磷酸腺苷）、三磷、三磷酸肌醇酸肌醇(IP3)、二酰甘油、二酰甘油(DG)、环、环-磷酸磷酸鸟苷鸟苷(cGMP)和和Ca2+等。等。第十七页，本课件共有27页1818由由G蛋蛋白白介介导导的的跨跨膜膜信信号号转转导导图图第十八页，本课件共有27页1919（二）（二）G蛋白耦联受体介导的信号转导途径蛋白耦联受体介导的信号转导途径2.受体受体-G蛋白蛋白-PLC途径途径1.受体受体-G蛋白蛋白-AC途径途径磷脂酰肌醇cAMP第十九页，本课件共有27页20201.受体受体-G蛋白蛋白-AC途径途径:信号物质信号物质膜表面的特异受体膜表面的特异受体Gs-(兴奋性兴奋性G蛋白蛋白)激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶（AC)胞浆中的胞浆中的ATP分解分解膜内侧胞浆膜内侧胞浆中中cAMP增加增加激活蛋白激酶激活蛋白激酶A(PKA)底物蛋白磷酸化底物蛋白磷酸化发挥生物学效应发挥生物学效应第二十页，本课件共有27页21212.受体受体-G蛋白蛋白-PLC途径途径外界剌激信号外界剌激信号膜受体膜受体G蛋白蛋白激活磷脂酶激活磷脂酶C（PLC）水解磷脂酰水解磷脂酰肌醇肌醇三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（IP3）+二酰甘油（二酰甘油（DG）IP3 激活内质网上的激活内质网上的IP3受体受体Ca2+释放释放结合钙调蛋白（结合钙调蛋白（CaM）生成生成Ca2+.CaM复合物复合物发挥生理功能发挥生理功能DG激活蛋白激酶激活蛋白激酶C磷酸化底物磷酸化底物蛋白蛋白发挥生物效应发挥生物效应第二十一页，本课件共有27页2222第二十二页，本课件共有27页2323三、酶耦联受体介导的信号转导三、酶耦联受体介导的信号转导u 酶耦联受体特点：酶耦联受体特点：受体只有一次跨膜受体只有一次跨膜-螺旋。螺旋。受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可直接激活胞质中酶。可直接激活胞质中酶。u 酶藕联受体的类型酶藕联受体的类型 ：酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶结合型受体酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体第二十三页，本课件共有27页2424（一）酪氨酸激酶受体（一）酪氨酸激酶受体（TKR)u 特点：特点：膜外侧膜外侧-配位体结合点配位体结合点 胞质侧胞质侧-酪氨酸激酶结构域酪氨酸激酶结构域 受体与酶是同一蛋白分子受体与酶是同一蛋白分子u 信号转导过程信号转导过程 肽类激素（胰岛素和细胞因子）肽类激素（胰岛素和细胞因子）激活酪氨酸激活酪氨酸激酶受体激酶受体胞质侧酶活性部位活化胞质侧酶活性部位活化激发信号蛋白的信号转导激发信号蛋白的信号转导第二十四页，本课件共有27页2525（二）酪氨酸激酶结合型受体（二）酪氨酸激酶结合型受体u 特点：特点：受体本身无蛋白激酶活性受体本身无蛋白激酶活性u 信号转导过程信号转导过程 巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子激活受体分子激活受体分子激活胞质内的酪氨酸激酶激活胞质内的酪氨酸激酶磷酸化信号蛋白磷酸化信号蛋白实现信号传导实现信号传导第二十五页，本课件共有27页2626（三）鸟苷酸环化酶受体（三）鸟苷酸环化酶受体u 特点：特点：受体分子只有一个跨膜受体分子只有一个跨膜-螺旋；螺旋；膜外侧为配体结合点（膜外侧为配体结合点（N端）；端）；膜内侧有鸟苷酸环化酶（膜内侧有鸟苷酸环化酶（GC）结构域（）结构域（C端）端）u 信号转导过程信号转导过程配体配体受体受体激活激活GC催化催化GTP生成生成cGMP激活蛋白激酶激活蛋白激酶G（PKG）磷酸化底物蛋白磷酸化底物蛋白信号传导信号传导第二十六页，本课件共有27页2023/3/12023/3/1感感谢谢大大家家观观看看第二十七页，本课件共有27页