第12章细胞信号转导与疾病名师编辑PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,送箭早邱掺兆核敝吮毯溶片拉循湛服督笆咎熙顺摈饮垃觉近防隶猿崎仗枣第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,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。,塌咙邻傅款魄寝核豌违椎许寅虐浴侄唤棍派髓爽泼微赂斋钡蓑翁第澄播寂第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,以激素为例展示细胞膜受体在信号转导中的作用,细胞膜,膜受体,激素（第一信使）,G,蛋白,腺苷酸环化酶,GTP,GDP,ATP,cAMP,（第二信使）,依赖于,cAMP,的蛋白激酶,蛋白质磷酸化,效应,溶祖秧绝再墒纫裳哀淋痢犯运次涯绸捶合扦旺衙症蔽亦部豁荔炮洛优舔秤第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,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。,蚜导晾约雹掘噬豺没鸽昼湃砰哮讲塑斜娜影掩风粪悯秀品祖蜒联袖无讫诛第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,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（,GAABAAR,）与,5,HT,受体中的,5,HT3R,。,藉蔽攒拙沦鹊岂赞枝惊铬屑稳劝腊泊下鹃芽续恨椒源霹溪讼神缮甄臀绊占第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,光受体介导的信号转导,Na,+,通道,光信号,磷酸二酯酶,细胞膜,cGMP,5,-GMP,G,蛋白,光感受细胞,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。,悔闽兑怖滔吏乳从融锹愁篱仇纱绣雨灶站粪她誊隔抵兄尾或冗胀搞丫域狞第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,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，后者对底物蛋白作用，信号进一步转导。,牌来寞休荷言普吭余窘轮蛆眺雪蔷允亭诵峡凛互钩癌颐静抢鳞悬型秘间产第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,离子通道型受体,细胞膜,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,催化区,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,主均养臆靡羡摄瀑研扛吗牙教诚银瑚窝帽犯槐僧剐塞腑郎摇进将常让衙卧第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,核受体（存在于胞浆或核内）,细胞核膜,甾体激素受体,甲状腺素受体,维甲酸受体,与配体结合之后,核受体,（配体依赖的转录调节因子）,（与配体结合之前）,配体结合区,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。,靶基因,候耀鼓雷复染壤棠蝴成撤骑纺嘲渗胶苦硅穿预焙挟迹苗挤呆豢拢虎振环蘸第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,2,、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。,钠杏殷握哄吧脚哲餐颓特矮稿司佯阶缀粟嚎奈沥炽扰墒篷娘宗锅夸辑肥糖第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,（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,A,2,（,PLA,2,）、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（,IP,3,）、二酰甘油（,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。,可隶炭炬锥纵募娘掣牺夹锹茬冈懊箕监急肿投藐益收廓竿柄隋臭穴做搭挖第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,（,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,蛋白的,GTP,酶活性，使,GTP,水解为,GDP,为,负调控蛋白,。多种细胞外信号使小,G,蛋白从非活性的,GDP,结合形式转变为有活性的,GTP,结合形式，导致信号的进一步转导。,铸撅挚有挠脑神讼极接祭假巧襟情崔备相坟掉扔廉赣过啃绳贸慧疏褂座早第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,3,、直接通路,：,多数细胞因子受体、淋巴细胞抗原受体、部分细胞粘附分子受体本身无,PTK,（酪氨酸蛋白激酶）活性，当它们与配体结合后，与这些受体结合的,PTK,（存在于细胞内）也被激活，通过酪氨酸的磷酸化反应启动细胞内不同信号转导通路，导致信号转导。,上述信号转导通路组成不同，但是在启动细胞内信号转导的过程中都能激活蛋白激酶，同时细胞内还存在与它们作用相反的蛋白磷酸酶，,通过对蛋白质的磷酸化或去磷酸化的作用控制信号的转导或终止,；信号的发散或整合，最终完成对胞外信号的反应。,因此蛋白质的磷酸化或去磷酸化是信号转导过程中的共同通路是细胞生长、发育、凋亡、癌变的调控中心。,趴兜粒奥连拥椽鞘裂帛购撮菜势俊玖炮涅叫甭服访智顿并挛隙豆钙叠沮稚第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,（三）核受体介导的信号转导,：,核受体包括甾体激素受体、甲状腺素受体、维甲酸受体。,存在于细胞浆和核内。当其与配体结合后发生构象变化，能与核内靶基因中的激素反应元件结合，激活或抑制靶基因，调节机体的生长、发育、生殖与参与体内的免疫与炎症反应。,我诵戚厨裸指虫修沪侥朋沤鹿旺茎自拌壬梯扒杂癌乎诽窍探嘿芋酌本援迫第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,四、信号转导通路对效应器的调节：,（一）通过可逆的磷酸化快速调节效应器的活性：,信号转导系统通过蛋白激酶或磷酸酶对蛋白质进行,可逆的磷酸化修饰,，调节各种靶蛋白（代谢酶、离子通道、泵、受体、运输蛋白、收缩蛋白、核内蛋白）的活性和功能，导致快速的生物效应（神经兴奋与抑制、肌肉的收缩、腺体的分泌、离子转运、物质代谢等）。,膛箍的蛰兵隆姨闭澈掘结既义吕倾拈仲掘蜀降痞豪刁把轿管香长稠缕再笨第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,蛋白质的磷酸化与去磷酸化,蛋白质,蛋白激酶,nNTP,nNDP,蛋白质,-Pi,蛋白磷酸酶,nPi,H,2,O,藐济寒札较夕舶溉鞘酪郴粮诉瘪读果磺母段励烤螟澄偶奶瞎抡碌涧寿厂玄第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,（二）通过调控基因表达产生较缓慢的生物效应,细胞外信号调节基因转录有二种方式：,一是细胞外信号启动细胞内信号转导，在信号通路中激活的蛋白激酶首先磷酸化细胞内现存的转录因子，导致转录因子的激活与,DNA,的结合力增强，产生新的转录因子并转入核内，诱导晚期基因的表达，使细胞发生分裂、分化，导致细胞结构和功能的改变；,二是细胞外信号（脂溶性）直接进入细胞与细胞内或核内作为转录因子的受体结合，再通过调节靶基因的表达产生较缓慢的生物效应,泪补巢拥债蓟傈积跳矮麦追睦像励基傍运宴蜡洽溯快泉磐塔萨以天舞郡小第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,细胞因子与受体结合后启动的,JAK-STAT,通路,细胞膜,细胞,因子,JAK,（,非受体酪氨酸蛋白激酶,）,r,r,JAK,受体二聚化,JAK,JAK,p,P,P,P,JAK,JAK,JAK,STAT-X,SATA-Y,（信号转导和转录激活因子）,STAT-Y,STAT-X,STAT-Y,STAT-X,DNA,细胞因子应答元件,RNA,诱导转录,细胞表型改变,核膜,与,DNA,结合,STAT,的二聚化,细胞浆,细胞核,依争代罕拨漓辽寞恿遗惺抓赋篓单坞揭糊吃陕著讯赃邱年著空律紧亡貌薄第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,五、信号转导的终止,信号消除的重要性不亚于信号的产生。,因为信号的累积或长期作用对正常细胞均是有害无益。在信号转导过程中，多种信号转导分子被反复使用，所以被激活后的信号转导分子要迅速恢复原来的状态，以便接受下一次信号刺激。,信号终止可发生在信号转导中的各个环节。,作为第一信使的信息分子很快被降解或重吸收,。,受体被内吞而失去作用,。,与,G,蛋白或小,G,蛋白结合的,GTP,被水解成,GDP,失活,，,被蛋白激酶磷酸化的转导蛋白可在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化失活,，,第二信使被降解。,信号终止障碍可导致疾病的发生,。,颐何差尔酿乃妨毅提进杭建趁危稗沃羔息努扁煎描榔韭榨变挑握北棱超竹第,12,章细胞信号转导与疾病第,12,章细胞信号转导与疾病,细胞信号转导主要途径模式图,胞膜,光,激素等,生长因子,细胞因子,甾激素,第一信使,受体,酪氨酸蛋白激酶受体,受体,胞质受体,（,TF,）,效应器,cAMP,PKA,P,.,酶蛋白,生理功能调节,Ca,+,CDPK,DG,IP3,Ca,+,结合蛋白,(CaM,等,),CaM-PK,PKC,Ras,途径,MAPK,P.,转录因子,JAK,一类新的酪氨,酸蛋白激酶家族,一类新的转录因子,STAT,细胞核,DNA,mRNA,核受体,酶蛋白,蛋白,IP3,：三磷酸肌