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細(xì)胞生物學(xué)課程醫(yī)學(xué)院詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(優(yōu)選)細(xì)胞生物學(xué)課程醫(yī)學(xué)院目前二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)第一節(jié)細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo):信號分子與細(xì)胞膜上或胞內(nèi)的受體結(jié)合,信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后傳遞給胞內(nèi)系統(tǒng),使細(xì)胞作出適當(dāng)反應(yīng)的過程。胞內(nèi)存在多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的途徑,彼此交叉調(diào)控,構(gòu)成信號網(wǎng)絡(luò)。目前三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)GenetranscriptionCellproliferationCellsurvivalCelldeathCelldifferentiationCellfunctionCellmotilityImmuneresponsesFUNCTIONSOFCELLCOMMUNICATION目前四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)目前五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)目前六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)一、細(xì)胞外信號第一信使:由細(xì)胞分泌的,能夠調(diào)節(jié)機(jī)制功能的一大類生物活性物質(zhì),他們是細(xì)胞間通訊的信號。從化學(xué)性質(zhì)來看:短肽、蛋白質(zhì)、氣體分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂類和膽固醇衍生物等等特點(diǎn):①特異性;②高效性;③可被滅活。目前七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)信號分子的分類脂溶性信號分子(如甾類激素和甲狀腺素)可直接穿膜進(jìn)入靶細(xì)胞,與胞內(nèi)受體結(jié)合形成激素-受體復(fù)合物,調(diào)節(jié)基因表達(dá)。水溶性信號分子(如神經(jīng)遞質(zhì))不能穿過靶細(xì)胞膜,只能經(jīng)膜上的信號轉(zhuǎn)換機(jī)制實(shí)現(xiàn)信號傳遞。根據(jù)與受體結(jié)合后細(xì)胞所產(chǎn)生的效應(yīng)不同分類:激動(dòng)劑:使細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)的物質(zhì)拮抗劑:不產(chǎn)生效應(yīng),但可阻礙激動(dòng)劑作用的物質(zhì)目前八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)二、受體受體:指一類存在于細(xì)胞膜或胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì),能夠特異性的同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物或細(xì)胞內(nèi)的信號分子結(jié)合并能引起細(xì)胞功能變化的生物大分子。配體:被受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)都稱為配體。目前九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(一)受體的種類
細(xì)胞內(nèi)受體:(胞內(nèi)受體):介導(dǎo)親脂性信號分子的信息傳遞,如胞內(nèi)的甾體類激素受體。細(xì)胞表面受體:(膜受體):介導(dǎo)親水性信號分子的信息傳遞??煞譃椋孩匐x子通道型受體;②G蛋白耦聯(lián)型受體;③酶耦聯(lián)型受體。目前十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Cellsurfacereceptors目前十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)1.離子通道型受體結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由多個(gè)亞基組成的多聚體,每個(gè)亞基具有2、4或5個(gè)跨膜域,可供離子通過。作用特點(diǎn):既可與細(xì)胞外信號分子結(jié)合,同時(shí)又是離子通道,因此具有受體與離子通道藕聯(lián)的特點(diǎn)。介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)是一種快速的反應(yīng),為神經(jīng)系統(tǒng)和其他電激發(fā)細(xì)胞,如肌細(xì)胞所特有。目前十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(1)分類與作用過程離子通道型受體分類:
陽離子通道:如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體,
陰離子通道:如甘氨酸和γ-氨基丁酸的受體。作用過程:神經(jīng)遞質(zhì)與受體的結(jié)合→改變通道蛋白的構(gòu)象→離子通道的開啟或關(guān)閉→化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號→改變突觸后細(xì)胞的興奮性。如:乙酰膽堿受體。目前十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Chemicalsynapse目前十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Acetylcholinereceptor目前十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Threeconformationoftheacetylcholinereceptor目前十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Ion-channellinkedreceptorsinneurotransmission目前十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)乙酰膽堿N受體(260KD)外周型:5個(gè)亞基組成(2)調(diào)節(jié)主要為亞基變化通道開啟:Na+
內(nèi)流,K+外流,膜去極化。目前十九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)2.G蛋白耦聯(lián)型受體目前二十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(1)G蛋白耦聯(lián)型受體G蛋白耦聯(lián)型受體為7次跨膜糖蛋白:N端胞外結(jié)構(gòu)域帶有多個(gè)糖基化位點(diǎn),識別胞外信號分子與之結(jié)合;胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與G蛋白耦聯(lián)。通過與G蛋白耦聯(lián),調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性,在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使,從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)。由G蛋白耦聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號通路主要包括:
cAMP信號通路和磷脂酰肌醇信號通路。目前二十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(2)G蛋白G蛋白又稱三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白,位于質(zhì)膜胞質(zhì)側(cè),在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用。由α、β、γ三個(gè)亞基組成,當(dāng)α亞基與GDP結(jié)合時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài),與GTP結(jié)合時(shí)處于開啟狀態(tài)。分類:激動(dòng)型G蛋白(Gs):激活腺苷酸環(huán)化酶;抑制型G蛋白(Gi):抑制腺苷酸環(huán)化酶;磷脂酶C型G蛋白(Gp):激活磷脂酶C;
目前二十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)分子開關(guān)(molecularswitches)目前二十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(3)G蛋白作用過程目前二十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)GTP-bindingregulatoryprotein目前二十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(4)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中G蛋白的生物學(xué)特性目前二十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(5)細(xì)菌毒素對G蛋白的修飾作用霍亂毒素能催化ADP核糖基共價(jià)結(jié)合到Gs的α亞基上,致使α亞基喪失GTP酶的活性,結(jié)果GTP永久結(jié)合在Gs的α亞基上,使α亞基處于持續(xù)活化狀態(tài),腺苷酸環(huán)化酶永久性活化。導(dǎo)致霍亂病患者細(xì)胞內(nèi)Na+和水持續(xù)外流,產(chǎn)生嚴(yán)重腹瀉而脫水。目前二十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(6)其他類型的G耦聯(lián)型受體光信號→Rh激活→G蛋白活化→cGMP磷酸二酯酶激活→胞內(nèi)cGMP減少→Na+離子通道關(guān)閉→膜超極化→神經(jīng)遞質(zhì)釋放減少→視覺反應(yīng)。視覺感受器中的G蛋白:
目前二十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)3.酶耦聯(lián)型受體分為兩種情況:本身具有激酶活性,如EGF,PDGF等的受體;本身沒有酶活性,可以連接酪氨酸激酶,如細(xì)胞因子受體超家族。受體的共同點(diǎn):①通常為單次跨膜蛋白;②接受配體后發(fā)生二聚化而激活,起動(dòng)其下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。已知六類:①受體酪氨酸激酶、②受體酪氨酸磷脂酶、③受體鳥苷酸環(huán)化酶、④受體絲氨酸/蘇氨酸激酶⑤酪氨酸激酶連接的受體、⑥組氨酸激酶連接的受體。目前二十九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(1)酪氨酸蛋白激酶型受體(TPKR)一條多肽鏈構(gòu)成的跨膜糖蛋白,具有酪氨酸激酶活性。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):胞外區(qū):
N端,配體結(jié)構(gòu)域,配體是可溶性或膜結(jié)合的多肽或蛋白類激素,包括胰島素和多種生長因子??缒^(qū):單次跨膜的疏水α螺旋區(qū),22-26氨基酸構(gòu)成。胞內(nèi)區(qū):酪氨酸蛋白激酶的催化部位,并具有自磷酸化位點(diǎn)。具有聚合ATP和結(jié)合底物的位點(diǎn)。目前三十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(2)酪氨酸蛋白激酶型受體作用過程受體在沒有同信號分子結(jié)合時(shí)是以單體存在的,并且沒有活性;信號分子同細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合→形成二聚體→尾部的酪氨酸殘基磷酸化→尾部裝配成SH2(Src同源序列結(jié)構(gòu)域2)的結(jié)合位點(diǎn)。SH2結(jié)合位點(diǎn)通過結(jié)合不同的蛋白以幾種不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,擴(kuò)大信息,激活細(xì)胞內(nèi)一系列的生化反應(yīng),引起細(xì)胞的應(yīng)答(如細(xì)胞增殖)。功能:配體主要為一些生長因子和分化因子,在參與細(xì)胞生長和分化的調(diào)控中起重要作用。目前三十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(二)胞內(nèi)受體(胞漿受體和核受體)
胞內(nèi)受體通常為400-1000個(gè)氨基酸組成的單體蛋白(DNA結(jié)合蛋白)功能:作為基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白與配體結(jié)合→分子構(gòu)象改變→進(jìn)入功能活化狀態(tài)→DNA結(jié)合區(qū)與DNA分子上的激素調(diào)節(jié)元件結(jié)合→促進(jìn)或抑制基因轉(zhuǎn)錄特點(diǎn):
反應(yīng)過程長,細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)一般需經(jīng)歷數(shù)小時(shí)至幾天時(shí)間。目前三十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(三)受體作用的特點(diǎn)特異性:受體分子的立體構(gòu)型是決定這一特點(diǎn)的關(guān)鍵,一個(gè)配體可與幾種受體結(jié)合。飽和性:配體濃度升高,受體被完全結(jié)合后,不再結(jié)合其他配體。特定受體在特定細(xì)胞中數(shù)量相對恒定。高度的親和力:受體和配體結(jié)合力極強(qiáng),極低濃度的配體與受體結(jié)合后即可產(chǎn)生明顯生物學(xué)效應(yīng)??赡嫘越Y(jié)合是以非共價(jià)鍵結(jié)合,處于可逆的動(dòng)態(tài)平衡中。通過磷酸化與去磷酸化進(jìn)行調(diào)節(jié):受體與配體結(jié)合的調(diào)節(jié)可受多種因素影響,常見的調(diào)節(jié)機(jī)制就是受體的磷酸化與去磷酸化。目前三十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)四、細(xì)胞內(nèi)信使細(xì)胞內(nèi)信使:細(xì)胞外信號分子(第一信使)與受體作用后在胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號分子,稱為第二信使。第二信使都是小的分子或離子。細(xì)胞內(nèi)有五種最重要的第二信使:cAMP、
cGMP、
1,2-二?;视?DAG)、
1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)、
Ca2+
目前三十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(一)cAMP信使體系環(huán)磷酸腺苷(cAMP)是細(xì)胞內(nèi)最重要的信使分子。在細(xì)胞內(nèi),
cAMP由細(xì)胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶(AC)催化合成,并可被磷酸二酯酶水解。在cAMP信號途徑中,細(xì)胞外信號與相應(yīng)受體結(jié)合,調(diào)節(jié)腺苷酸環(huán)化酶活性,通過第二信使cAMP水平的變化,將細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號。目前三十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)1.腺苷酸環(huán)化酶(AC)結(jié)構(gòu):糖蛋白2個(gè)疏水區(qū)域(M1、M2)每一疏水區(qū)域均跨膜6次2個(gè)胞質(zhì)區(qū)域(C1、C2):是ATP結(jié)合及具酶活性的部位,其氨基酸組成高度保守。功能:被G蛋白激活后催化ATP生成cAMP目前三十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Adenylatecyclase目前三十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)2.
cAMP依賴性蛋白激酶A(PKA)PKA是能被cAMP活化的蛋白激酶A,cAMP信號途徑又稱PKA系統(tǒng),是蛋白激酶A系統(tǒng)的簡稱。結(jié)構(gòu):C2R2四聚體催化亞基(C亞基)——催化蛋白質(zhì)上某些特定的絲氨酸/蘇氨酸殘基的磷酸化。調(diào)節(jié)亞基(R亞基)——與2個(gè)cAMP結(jié)合?;罨^程:特點(diǎn):對底物特異性要求低,催化底物廣泛。目前三十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)3.cAMP的主要作用激活PKA,進(jìn)而使下游信號蛋白的絲氨酸/蘇氨酸殘基的磷酸化被激活或鈍化,產(chǎn)生細(xì)胞效應(yīng)。調(diào)節(jié)離子通道通透性目前三十九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)cAMP信號途徑可表示為:激素→受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄?;魜y毒素能催化ADP核糖基共價(jià)結(jié)合到Gs的α亞基上,使α亞基持續(xù)活化,導(dǎo)致患者細(xì)胞內(nèi)Na+和水持續(xù)外流,產(chǎn)生嚴(yán)重腹瀉而脫水。目前四十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)不同細(xì)胞對cAMP信號途徑的反應(yīng):在肌肉細(xì)胞,1秒鐘內(nèi)可啟動(dòng)糖原降解為葡糖1-磷酸,而抑制糖原合成。在某些分泌細(xì)胞,需要幾個(gè)小時(shí),激活的PKA進(jìn)入細(xì)胞核,將CRE(cAMPresponseelement)結(jié)合蛋白磷酸化,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)。CRE是DNA上的調(diào)節(jié)區(qū)域。目前四十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(二)cGMP信使系統(tǒng)環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)是廣泛存在與動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的胞內(nèi)信使分子。在細(xì)胞內(nèi),
cGMP由細(xì)胞膜上的鳥苷酸環(huán)化酶(GC)催化合成,并可被磷酸二酯酶水解。目前四十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)1.鳥苷酸環(huán)化酶(GC)目前四十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)2.
cGMP依賴性激酶G(PKG)結(jié)構(gòu):催化亞基和調(diào)節(jié)亞基組成的二聚體功能:通過催化底物蛋白(組蛋白、磷酸化酶激酶、糖原合成酶及丙酮酸激酶等)發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)通過磷酸轉(zhuǎn)移酶作用,使自身磷酸化,進(jìn)而通過抑制方式來調(diào)節(jié)自身活性。催化機(jī)制及細(xì)胞效應(yīng):?目前四十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)3.
cGMP的主要作用激活cGMP依賴性蛋白激酶G(PKG),使相應(yīng)的蛋白磷酸化,引起細(xì)胞效應(yīng)。視桿細(xì)胞中,在光信號存在時(shí),cGMP可關(guān)閉Na+離子通道,細(xì)胞超極化而產(chǎn)生視覺。生物學(xué)作用特點(diǎn):
與cAMP相拮抗cAMP——促進(jìn)分化cGMP——促進(jìn)分裂目前四十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(三)二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使體系目前四十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)又稱雙信使途徑。信號分子與G蛋白耦聯(lián)受體結(jié)合,激活質(zhì)膜上的磷脂酶C(PLC-β),使4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成IP3和DAG。目前四十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)磷脂酰肌醇信號通路
“雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈:胞外信號分子→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→
→IP3→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細(xì)胞反應(yīng)磷脂酶C(PLC)→→DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH
目前四十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)InositolphospholipidsignalingMimickedbyionomycin目前四十九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)PIP2Hydrolysis目前五十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)目前五十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)DAG激活蛋白激酶C:PKC位于細(xì)胞質(zhì),Ca2+濃度升高時(shí)PKC轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面,被DG活化。IP3開啟胞內(nèi)IP3門控鈣通道:Ca2+濃度升高,激活鈣調(diào)蛋白,CaM將靶蛋白(如:CaM-Kinase)活化。目前五十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3配體門鈣通道結(jié)合,開啟鈣通道,使胞內(nèi)Ca2+濃度升高。激活各類依賴鈣離子的蛋白。用Ca2+載體離子霉素(ionomycin)處理細(xì)胞會產(chǎn)生類似的結(jié)果。DG結(jié)合于質(zhì)膜上,可活化與質(zhì)膜結(jié)合的蛋白激酶C(ProteinKinaseC,PKC)。PKC以非活性形式分布于細(xì)胞溶質(zhì)中,當(dāng)細(xì)胞接受刺激,產(chǎn)生IP3,使Ca2+濃度升高,PKC便轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面,被DG活化,PKC可以使蛋白質(zhì)的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化是不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同的反應(yīng),如細(xì)胞分泌、肌肉收縮、細(xì)胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯(phorbolester)模擬。目前五十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)Ca2+活化各種Ca2+結(jié)合蛋白引起細(xì)胞反應(yīng),鈣調(diào)素(calmodulin,CaM)由單一肽鏈構(gòu)成,具有四個(gè)鈣離子結(jié)合部位。結(jié)合鈣離子發(fā)生構(gòu)象改變,可激活鈣調(diào)素依賴性激酶(CaM-Kinase)。細(xì)胞對Ca2+的反應(yīng)取決于細(xì)胞內(nèi)鈣結(jié)合蛋白和鈣調(diào)素依賴性激酶的種類。如:在哺乳類腦神經(jīng)元突觸處鈣調(diào)素依賴性激酶Ⅱ十分豐富,與記憶形成有關(guān)。該蛋白發(fā)生點(diǎn)突變的小鼠表現(xiàn)出明顯的記憶無能。目前五十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)信號的終止:IP3信號:去磷酸化為IP2;磷酸化為IP4
。Ca2+信號:被鈣泵和Na+-Ca2+交換器抽出細(xì)胞,或被泵回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。DAG信號:被DAG激酶磷酸化為磷脂酸;或被DAG酯酶水解成單酯酰甘油。目前五十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)ControlsonCytosolicCalcium目前五十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(四)鈣離子/鈣調(diào)蛋白信使系統(tǒng)鈣離子的信使作用是通過濃度變化來實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度為10-5-10-4mM,比胞外低了1—10萬倍。目前五十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)1.鈣調(diào)蛋白(CaM),活化:當(dāng)細(xì)胞中鈣離子濃度超過10-2mM時(shí),無活性的CaM可與鈣離子結(jié)合,使其構(gòu)象發(fā)生改變而被活化,由此激活靶蛋白或靶酶。目前五十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)2.鈣離子/鈣調(diào)蛋白信使功能鈣信號使細(xì)胞內(nèi)某些酶的活性和蛋白質(zhì)功能發(fā)生改變,進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)胞效應(yīng)。CaM通過激活細(xì)胞膜上的鈣離子泵,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度。鈣離子直接對離子通道進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前五十九頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)五、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白激酶目前六十頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(一)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)1.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子激活機(jī)理的類同性蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化,絕大多數(shù)信號分子可逆地激活的共同機(jī)制。2.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的級聯(lián)式反應(yīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的各個(gè)反應(yīng)相互銜接,形成一個(gè)級聯(lián)放大過程,信號得以加強(qiáng),使細(xì)胞產(chǎn)生明顯的效應(yīng)。3.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的通用性與特異性通用性是指同一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可在細(xì)胞的多種功能效應(yīng)中發(fā)揮作用。如cAMP途徑不僅介導(dǎo)胞外信號對細(xì)胞生長與分化產(chǎn)生效應(yīng),還可在物質(zhì)代謝和神經(jīng)遞質(zhì)釋放等方面發(fā)揮作用.特異性是指信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑產(chǎn)生的基礎(chǔ)是受體的特異性,此外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)蛋白在結(jié)構(gòu)和分布等方面的多樣性也對特異性具有一定影響.4.胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的相互交叉:
包括兩種情況:(1)一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的成員可激活或抑制另一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(2)不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可通過同一種效應(yīng)蛋白或同一基因調(diào)控區(qū),彼此協(xié)調(diào)地發(fā)揮作用.目前六十一頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)(二)蛋白激酶目前六十二頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)1.酪氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶(PTK):可催化底物蛋白的酪氨酸殘基磷酸化的激酶,對細(xì)胞生長、增殖和分化起重要調(diào)節(jié)作用。兩大類:位于細(xì)胞膜上受體型PTK:——與配體結(jié)合后發(fā)生自身磷酸化,作用于底物使其磷酸化。位于胞質(zhì)中非受體型PTK:——與非催化型受體偶聯(lián),參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo),JAK是一個(gè)主要的PTK亞族目前六十三頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)特點(diǎn):①單次跨膜蛋白;②接受配體后發(fā)生二聚化和自磷酸化,起動(dòng)下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。目前六十四頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)酪氨酸蛋白激酶型受體作用過程受體在沒有同信號分子結(jié)合時(shí)是以單體存在的,并且沒有活性;信號分子同細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合→形成二聚體→尾部的酪氨酸殘基磷酸化→尾部裝配成SH2(Src同源序列結(jié)構(gòu)域2)的結(jié)合位點(diǎn)。SH2結(jié)合位點(diǎn)通過結(jié)合不同的蛋白以幾種不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,擴(kuò)大信息,激活細(xì)胞內(nèi)一系列的生化反應(yīng),引起細(xì)胞的應(yīng)答(如細(xì)胞增殖)。功能:配體主要為一些生長因子和分化因子,在參與細(xì)胞生長和分化的調(diào)控中起重要作用。目前六十五頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)JAK-STAT途徑JAK(justanotherkinase或januskinase)是一類非受體酪氨酸激酶家族。STAT,即信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子。JAK-STAT途徑,可概括如下:
1.配體與受體結(jié)合導(dǎo)致受體二聚化;
2.二聚化受體激活JAK;
3.JAK將STAT磷酸化;
4.STAT形成復(fù)合物,暴露出入核信號;
5.STAT進(jìn)入核內(nèi),調(diào)節(jié)基因表達(dá)。目前六十六頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)2.絲氨酸/蘇氨酸激酶絲氨酸/蘇氨酸激酶(STK):通過變構(gòu)而激活蛋白質(zhì),催化底物蛋白絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化種類:
PKA、PKC、PKG、鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶(CaM)和絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)目前六十七頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)3.級聯(lián)效應(yīng)在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中,許多胞內(nèi)信號分子本身就是蛋白激酶,而它本身又可被上游的蛋白激酶磷酸化而激活,由此引起細(xì)胞內(nèi)一系列蛋白的磷酸化,產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng),胞外信號分子所產(chǎn)生的信號被逐漸放大,在短時(shí)間內(nèi)引起細(xì)胞效應(yīng)。目前六十八頁\總數(shù)八十一頁\編于二十二點(diǎn)
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