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1、第十三细胞信号转导演示文稿第一页，共四十二页。（优选）第十三细胞信号转导第二页，共四十二页。信号分子信号分子靶细胞受体接受信号靶细胞受体接受信号靶细胞内相关成分逐级传递、放大靶细胞内相关成分逐级传递、放大诱导靶细胞对信号产生应答诱导靶细胞对信号产生应答血液运输或扩散到达靶细胞血液运输或扩散到达靶细胞第三页，共四十二页。第一节第一节信号分子信号分子第四页，共四十二页。一、信号分子的种类与化学本质一、信号分子的种类与化学本质信号分子是指由特定的信号源（如信号细胞）产生的，可以通过信号分子是指由特定的信号源（如信号细胞）产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于靶细胞并产生特异应答扩散或体
2、液转运等方式进行传递，作用于靶细胞并产生特异应答的一类化学物质。的一类化学物质。信号分子根据其来源和作用机制可以分为：激素、神经信号分子根据其来源和作用机制可以分为：激素、神经递质、生长因子、细胞因子、无机物等五类。递质、生长因子、细胞因子、无机物等五类。第五页，共四十二页。激素激素是由特殊分化细胞（内分泌腺或内分泌细胞）合成并分泌的化是由特殊分化细胞（内分泌腺或内分泌细胞）合成并分泌的化学信号分子，通常借助于血液循环而传递至远处，与靶细胞的受体学信号分子，通常借助于血液循环而传递至远处，与靶细胞的受体特异性结合，从而调节这些细胞的代谢和生理功能。特异性结合，从而调节这些细胞的代谢和生理功能。
3、按其化学本质激素可分为：按其化学本质激素可分为： 类固醇衍生物类：肾上腺皮质激素、性激素等；类固醇衍生物类：肾上腺皮质激素、性激素等； 氨基酸衍生物类：甲状腺素、氨基酸衍生物类：甲状腺素、儿茶酚胺类激素等；儿茶酚胺类激素等； 多肽和蛋白质类：如胰岛素、胰高血糖素等；多肽和蛋白质类：如胰岛素、胰高血糖素等； 脂肪酸脂肪酸衍生物类：如前列腺素等。衍生物类：如前列腺素等。（一）（一） 激素激素第六页，共四十二页。（二）（二） 神经递质神经递质神经递质神经递质是神经突触所释放的化学信号分子，它们只在突是神经突触所释放的化学信号分子，它们只在突触间隙将信号传递给突触后的靶细胞。触间隙将信号传递给突触后的
4、靶细胞。按化学本质可分为：按化学本质可分为： 有机胺类：如乙酰胆碱、多巴胺等；有机胺类：如乙酰胆碱、多巴胺等； 氨基酸类：如氨基酸类：如-氨基丁酸、谷氨酸等；氨基丁酸、谷氨酸等； 神经肽类：如脑啡肽、内啡肽等。神经肽类：如脑啡肽、内啡肽等。第七页，共四十二页。（三）（三） 生长因子生长因子生长因子生长因子是由普通细胞合成并分泌的化学信号分子，通常只作用于邻是由普通细胞合成并分泌的化学信号分子，通常只作用于邻近的靶细胞，调节靶细胞的增殖与分化。近的靶细胞，调节靶细胞的增殖与分化。目前发现的生长因子均为多肽或蛋白质，主要有表皮生长因子（目前发现的生长因子均为多肽或蛋白质，主要有表皮生长因子（EGF
5、EGF）、）、成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（FGFFGF）、血小析衍生生长因子（）、血小析衍生生长因子（PDGFPDGF）等。）等。第八页，共四十二页。（四）（四） 细胞因子细胞因子细胞因子是由普通细胞合成并分泌的多肽或蛋白质类化学信号分子，细胞因子是由普通细胞合成并分泌的多肽或蛋白质类化学信号分子，可将其与生长因子一起归类于一个大的多肽调节分子功能家族。可将其与生长因子一起归类于一个大的多肽调节分子功能家族。细胞因子在功能上通常与机体的防御介质有关，主要介导和调节细胞免疫细胞因子在功能上通常与机体的防御介质有关，主要介导和调节细胞免疫功能，并刺激造血。功能，并刺激造血。常见的细胞因
6、子包括：白介素（常见的细胞因子包括：白介素（ILIL）、干扰素（）、干扰素（IFNIFN）、淋巴毒素）、淋巴毒素（LTLT）、集落刺激因子（）、集落刺激因子（CSFCSF）、肿瘤坏死因子（）、肿瘤坏死因子（TNFTNF）、转化生长）、转化生长因子（因子（TGFTGF）、趋化因子等。）、趋化因子等。第九页，共四十二页。（五）（五） 无机物无机物与细胞信号转导有关的无机物包括：无机离子（与细胞信号转导有关的无机物包括：无机离子（CaCa2+2+）、气体分子（）、气体分子（NONO）等，这些物质在细胞内浓度的改变，也可以触发特定的生理效应。）等，这些物质在细胞内浓度的改变，也可以触发特定的生理效应。
7、第十页，共四十二页。二、信号分子的传递方式二、信号分子的传递方式（一）内分泌信号传递（一）内分泌信号传递内分泌信号传递是一种长距离的信号传递方式，绝大部分的激素是通过内分泌信号传递是一种长距离的信号传递方式，绝大部分的激素是通过此方式进行传递。此方式进行传递。信号分子由内分泌腺或内分泌细胞释放后，经血液循环转运至全信号分子由内分泌腺或内分泌细胞释放后，经血液循环转运至全身各自的靶细胞而发挥作用。身各自的靶细胞而发挥作用。这种方式传递的信号，作用缓慢而持久，要求其受体的亲和力较高。这种方式传递的信号，作用缓慢而持久，要求其受体的亲和力较高。第十一页，共四十二页。由信号细胞释放的信号分子经细胞间液
8、扩散后，作用于邻近的由信号细胞释放的信号分子经细胞间液扩散后，作用于邻近的靶细胞，其扩散距离小，迅速被靶细胞吸收或被酶降解，绝大靶细胞，其扩散距离小，迅速被靶细胞吸收或被酶降解，绝大部分的生长因子和细胞因子通过此方式进行传递。部分的生长因子和细胞因子通过此方式进行传递。神经递质经突触间隙扩散而作用于突触后的靶细胞也属于一种特殊的旁神经递质经突触间隙扩散而作用于突触后的靶细胞也属于一种特殊的旁分泌传递方式。分泌传递方式。通过旁分泌信号传递的信号分子局部浓度高、作用快速而短暂。通过旁分泌信号传递的信号分子局部浓度高、作用快速而短暂。（二）旁分泌信号传递（二）旁分泌信号传递第十二页，共四十二页。（三
9、）自分泌信号传递（三）自分泌信号传递由信号细胞释放的信号分子作用于细胞自身，称为自分泌信号传递，许由信号细胞释放的信号分子作用于细胞自身，称为自分泌信号传递，许多生长因子以这种方式传递信号。多生长因子以这种方式传递信号。在发育早期，自分泌信号传递方式常见于一组相同的细胞对分化在发育早期，自分泌信号传递方式常见于一组相同的细胞对分化诱导信号同时作出反应，使之得以同步增殖和分化。诱导信号同时作出反应，使之得以同步增殖和分化。肿瘤细胞也常常产生和释放过量的生长因子，导致肿瘤细胞和邻近的非肿瘤细胞也常常产生和释放过量的生长因子，导致肿瘤细胞和邻近的非肿瘤细胞无限制增殖。肿瘤细胞无限制增殖。第十三页，共
10、四十二页。第二节第二节受受 体体第十四页，共四十二页。受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，它们能够识别与结合化学信号分子，并触发靶细胞产生特异的它们能够识别与结合化学信号分子，并触发靶细胞产生特异的生理效应。生理效应。受体的化学本质是蛋白质，大多数是糖蛋白，也可为脂蛋白。受体的化学本质是蛋白质，大多数是糖蛋白，也可为脂蛋白。信号分子与受体之间存在特异的结合作用，故通常将这些信号分信号分子与受体之间存在特异的结合作用，故通常将这些信号分子称为配体。子称为配体。第十五页，共四十二页。一、受体的种类、分子结构和功能一、受体的种类
11、、分子结构和功能细胞膜受体（质膜）细胞膜受体（质膜）细胞内受体（胞浆或胞核）细胞内受体（胞浆或胞核）又称为转录因子型受体又称为转录因子型受体跨膜离子通道型跨膜离子通道型G G蛋白偶联型蛋白偶联型催化型催化型第十六页，共四十二页。（一）离子通道型受体（一）离子通道型受体此型受体本身就是位于细胞膜上的配体门控离子通道，其共同特点是此型受体本身就是位于细胞膜上的配体门控离子通道，其共同特点是由均一或非均一的亚基构成寡聚体，并由这些亚基围成一跨膜通道，由均一或非均一的亚基构成寡聚体，并由这些亚基围成一跨膜通道，故又称为环状受体。故又称为环状受体。此型受体通过配体的结合与否来控制通道的开头，选择性地允许
12、离子此型受体通过配体的结合与否来控制通道的开头，选择性地允许离子进出细胞，引起细胞内某种离子浓度的改变，从而触发生理效应。如进出细胞，引起细胞内某种离子浓度的改变，从而触发生理效应。如烟碱型乙酰胆碱受体（烟碱型乙酰胆碱受体（NRNR）是跨膜阳离子通道（）是跨膜阳离子通道（NaNa+ +/K/K+ +/Ca/Ca2+2+通道）。通道）。第十七页，共四十二页。配体结合烟碱型乙酰胆碱受体（配体结合烟碱型乙酰胆碱受体（NRNR）离子通道开放）离子通道开放第十八页，共四十二页。（二）（二）G G蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体此型受体通常为单体或均一的亚基组成的寡聚体，其多肽链可此型受体通常为单体或均一的亚
13、基组成的寡聚体，其多肽链可分为细胞外区、跨膜区和细胞内区三部分。分为细胞外区、跨膜区和细胞内区三部分。大多数常见的神经递质受体和激素受体是属于此型受体。大多数常见的神经递质受体和激素受体是属于此型受体。COOHCOOHH H2 2N NG G蛋白结合部位蛋白结合部位胞内区胞内区胞外区胞外区第十九页，共四十二页。（三）催化型受体（三）催化型受体此型受体一般是由均一或非均一多肽链构成的单体或寡聚体，每个此型受体一般是由均一或非均一多肽链构成的单体或寡聚体，每个单位或亚基的跨膜单位或亚基的跨膜-螺旋只有一段，具有高度疏水性。螺旋只有一段，具有高度疏水性。第二十页，共四十二页。（四）胞内转录因子型受体
14、（四）胞内转录因子型受体此型受体分布于胞浆或胞核，类固醇激素、甲状腺素等通过此型受体传此型受体分布于胞浆或胞核，类固醇激素、甲状腺素等通过此型受体传递信号。递信号。此型激素受体的分子结构有共同特征性结构域，即从受体的此型激素受体的分子结构有共同特征性结构域，即从受体的N-N-端到端到C-C-端分别为高度可变区、核转位及端分别为高度可变区、核转位及DNADNA结合区、激素结合区。结合区、激素结合区。H H2 2N NCOOHCOOH转录激活域转录激活域（TABTAB）DNADNA结合域结合域（DBDDBD）铰链区铰链区配体结合域配体结合域（LBDLBD）第二十一页，共四十二页。高度的亲和力高度的
15、亲和力高度的特异性高度的特异性可逆性可逆性可饱和性可饱和性可调节性可调节性二、受体的作用特点二、受体的作用特点第二十二页，共四十二页。第三节第三节细胞信号转导途径细胞信号转导途径第二十三页，共四十二页。信号分子与靶细胞膜表面或细胞内的特异受体结合以后，引起信号分子与靶细胞膜表面或细胞内的特异受体结合以后，引起受体的构象或受体的构象或/ /和酶活性的改变，即可将信号传递给细胞内和酶活性的改变，即可将信号传递给细胞内的各种信号转导分子，通过一系列的级联反应，最后产生的各种信号转导分子，通过一系列的级联反应，最后产生特定的生理效应。特定的生理效应。由细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称由
16、细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称为细胞信号转导途径。为细胞信号转导途径。第二十四页，共四十二页。一、膜受体介导的信号转导途径一、膜受体介导的信号转导途径膜受体介导的信号转导途径的共同特征，是通过存在于细胞外信膜受体介导的信号转导途径的共同特征，是通过存在于细胞外信号分子与靶细胞膜表面受体的特异结合来触发细胞内的信号转导号分子与靶细胞膜表面受体的特异结合来触发细胞内的信号转导过程，信号分子本身并不进入细胞。过程，信号分子本身并不进入细胞。在这种信号转导机制中，常将在细胞外传递特异信号的信号分子称在这种信号转导机制中，常将在细胞外传递特异信号的信号分子称为第一信使，而将细胞内传递特异信号的小分子物质（如为第一信使，而将细胞内传递特异信号的小分子物质（如cAMPcAMP、cGMPcGMP、CaCa2+2+、DAGDAG、IPIP3 3等）以及等）以及TPKTPK称为第二信使。称为第二信使。第二十五页，共四十二页。（一）环核苷酸信号转导途径（一）环核苷酸信号转导途径1.cAMP1.cAMP信号转导途径信号转导途径cAMPcAMP信号转导途径是一条经典的信号转导途径，信号分子通常
