细胞信号转导进展-细胞信号分子

内容•绪论•第一章细胞信号分子•第二章蛋白质的可逆磷酸化•第三章离子通道•第四章核受体的作用机制•第五章G蛋白介导的信号转导•第六章第二信使——cAMP与cGMP•第七章第二信使——IP3,DAG与Ca2+•第八章酪氨酸蛋白激酶途径»Ras-Raf-MAPK信号途径»PI3K/Akt信号途径»JAK/Stat信号途径•第九章TGF-β/SMAD信号途径•第十章细胞凋亡信号途径•第十一章Wnt信号途径•第十二章Hedgehog/Notch途径第一章细胞信号分子细胞连接细胞通讯方式细胞信息传递方式细胞连接在相邻细胞表面形成的连接结构，以加强细胞间的机械联系和组织的牢固性，同时协助细胞间的代谢活动，这些结构称为细胞连接(celljunction)。细胞连接的种类种类名称封闭连接紧密连接锚定连接连接肌动蛋白黏着带黏着斑连接中间纤维桥粒半桥粒通讯连接间隙连接化学突触细胞连接Basementmembrane第一章胞间信号细胞连接细胞通讯方式细胞信息传递方式细胞通讯(cellcommunication)一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。细胞通讯方式间隙连接膜表面分子接触通讯化学通讯间隙连接•gapjunction•分布：脊椎动物除骨骼肌细胞及循环血细胞外的细胞之间。间隙连接的结构特点•在连接处相邻细胞间有2～4nm的缝隙，在间隙与两层质膜中有大量蛋白质颗粒，是构成间隙连接的基本单位，称连接子（connexon）。•连接子两端分别嵌入两个相邻的细胞，由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成，直径8nm，中心形成一个直径约1.5nm的亲水性孔道。连接子连接子•为一个多基因家庭，现已发现24个成员。•根据分子量命名。–例如，Cx26即分子量为26kDa的连接子。•在肿瘤生长和创伤愈合等过程中都观察到某些类型连接子表达的变化。因此，连接子可能对细胞的生长、分化、定位及细胞形态的维持具有重要意义。间隙连接的功能代谢偶联：分子量为1500Da以下的水溶性小分子代谢物和信号分子可通过连接子的亲水性通道(1.5nm)，由一个细胞进入相邻的另一个细胞，从而快速和可逆地促进相邻细胞对外界信号的协同反应。电偶联：无须依赖神经递质或信息物质即可将一些细胞的电兴奋活动传递到相邻的细胞。参与细胞分化：胚胎发育的早期，细胞间通过间隙连接相互协调发育和分化。细胞通讯方式间隙连接膜表面分子接触通讯化学通讯膜表面分子接触通讯•细胞有众多的分子分布于膜的外表面。这些分子或为蛋白质，或为糖蛋白。这些表面分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分子特异性地相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯。•膜表面分子接触通讯也属于细胞间的直接通讯，最为典型的例子是T淋巴细胞与抗原提呈细胞(antigenpresentingcells,APC)的相互作用。T细胞与APC间的接触通讯•ProfessionalAPCs：–树突状细胞(dendriticcells)–巨噬细胞(macrophage)–B-cells•APCs通过吞噬作用或受体介导的胞吞作用内化抗原，抗原片段通过与组织相容性抗原(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)的结合被提呈至APCs表面，T细胞通过与抗原-MHCII复合物结合而被激活。细胞间的接触通讯细胞通讯方式间隙连接膜表面分子接触通讯化学通讯化学通讯•细胞可以分泌一些化学物质－蛋白质或小分子有机化合物至细胞外，这些化学物质作为化学信号(chemicalsignals)作用于其它的细胞(靶细胞)，调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。•化学通讯是间接的细胞通讯，即细胞间的相互联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化学信号为介质来介导的。化学信号分类(I)根据其溶解性分类•脂溶性化学信号:脂溶性化学信号可以通过膜脂双层结构进入胞内，其受体位于胞浆或胞核内。•水溶性化学信号:水溶性化学信号不能进入细胞，其受体位于细胞外表面。•所有的化学信号都必须通过与受体结合方可发挥作用.化学信号分类(II)-化学通讯根据分子作用的距离分类•内分泌(endocrine)信号由内分泌器官分泌的化学信号，并随血流作用于全身靶器官。•旁分泌(paracrine)信号以细胞因子为主，主要作用于局部的细胞，作用距离以毫米计算。•自分泌(autocrine)信号作用于细胞自身，作用距离在100nm以内。•化学突触(synapse)接触性依赖的通讯：细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白间隙连接实现代谢耦联或电耦联分泌化学信号进行通讯•特异性•作用复杂性•时间效应不同细胞通讯方式第一章胞间信号细胞连接细胞通讯方式细胞信息及传递方式细胞信息传递方式•通过相邻细胞的直接接触—通讯连接。•通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能—细胞识别(cellrecognition)。细胞信号•物理信号：电、光、磁•生物大分子的结构信号：蛋白质、多糖、核酸的结构信息•化学信号：–细胞间通讯的信号分子：激素、神经递质与神经肽、局部化学介导因子、抗体、淋巴因子。–细胞内通讯的信号分子：cAMP,cGMP,Ca2+,IP3,DAG，NO。细胞间信号分子•Extracellularsignalmolecules：凡是由细胞分泌的、能够调节特定的靶细胞生理活动的化学物质都称为细胞间信号分子，或第一信使。细胞间信号分子分类•根据化学本质：–蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰岛素等）–氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、肾上腺素等）–类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等）–脂类衍生物（如前列腺素）–气体分子（如一氧化氮、一氧化碳等）根据细胞分泌和传递信息物质的方式：神经递质激素局部化学介质气体信号细胞间信号分子分类细胞内信号分子•在细胞内传递特定调控信号的化学物质称为细胞内信号分子(intracellularsignalmolecules)。•细胞内信号分子主要包括：第二信使、第三信使、信号转导蛋白或酶等。第二信使•在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二信使(secondarymessenger)•第二信使主要包括：①环核苷酸类：如cAMP和cGMP②脂类衍生物：如甘油二酯（DAG）；神经酰胺，花生四烯酸③无机物：如Ca2+、NO④糖类衍生物：1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）第三信使•负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信使(thirdmessenger)，又称为DNA结合蛋白。•是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早基因(immediate-earlygene)的编码蛋白质。细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质或酶分子，常与其他蛋白质或酶构成复合体以传递信息。包括：G蛋白及其调节蛋白，如GEF、GAP等信号连接蛋白(adapter)，如SOS，GRB2等具有酪氨酸激酶活性的胰岛素受体底物-1/2（IRS1/2）各种蛋白激酶和蛋白磷酸酶等信号转导蛋白或酶TheEnd