Android-细胞信号转导的分子机制

生化 关于信号转导的重点总结，注重图形讲解

细胞信号转导的分子机制

• 细胞外的化学信号分子
  • 可溶性
    • 水溶性分子
    • 脂溶性分子
  • 膜结合型
    • 通过膜表面分子（细胞表面的蛋白质，糖蛋白）接触通讯
      • 如： 相邻细胞间的黏附因子的作用 T/B细胞的表面分子的作用
• 特异性受体接受化学信号
  • 细胞内受体（其配体都是脂溶性的信号分子）
  • 膜受体
• 细胞内信号转导分子
  • 信号转导分子类型
    • 小分子第二信使， 酶， 调节蛋白， 离子
  • 传递信号的基本方式
    • 改变下游信号转导分子的构象
    • 信号转导分子复合物的形成与解聚（构成信号传递的桥梁
  • 第二信使结合并激活下游信号转导分子
    • ：在细胞内传递信号的小分子/离子 ：定义
    • 钙离子， cAMP， 甘油二酯， IP3， 神经酰胺， NO ，CO
    • 环核苷酸是细胞内重要的第二信使
      • 磷酸二酯酶（PDE）可催化环核苷酸水解
      • 别构调节一些离子通道
      • 调节蛋白激酶活性
        • 子主题
    • 脂质也可以衍生出第二信使
      • 子主题
      • DAG是脂溶性分子，生成后仍留在质膜上
      • IP3是水溶性的 结合钙离子通道→局部钙离子浓度升高
      • DAG和钙离子在细胞内的靶分子之一PKC
    • 钙离子可以激活信号转导相关的酶类
      • Ca的分布具有明显的区域性特征
        • 细胞外液浓度远高于细胞内浓度/ 细胞内90%存于细胞内钙库（内质网和线粒体内）
      • 其下游的信号转导分子是钙调蛋白（CaM）
        • 可结合4个Ca离子形成Ca/CaM复合物（有活性）→ 调节钙调蛋白依赖性的蛋白激酶的活性
      • 钙调蛋白不是其唯一的靶分子
        • 还可结合并变构激活 PKC， AC， cAMP-PDE
  • 多种酶通过酶促反应传递信号
    • 蛋白激酶和蛋白磷酸酶的拮抗作用
      • 蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶（PKA， PKC，PKG）和蛋白质络氨酸激酶（PTK）是主要的蛋白激酶
    • 蛋白质络氨酸激酶转导细胞增殖和分化信号
      • 在肿瘤细胞的异常增殖和T/B细胞，肥大细胞的活化都伴随着多种蛋白质的酪氨酸的磷酸化
    • 部分膜受体具有PTK活性
      • 使自身磷酸化
  • 信号转导蛋白通过蛋白质相互作用传递信号
    • G蛋白
      • 自身具有CTP酶活性，可水解自身结合的GTP，回到非活化状态
      • 以α, β, γ三聚体的形式存在
      • α亚基有多个功能位点
        • 与G蛋白偶联受体和受G蛋白活化调节部位结合
        • 与βγ亚基结合
        • 与GTP和GDP结合的部位
        • 具有GTP酶活性
        • 与下游效应分子结合的部位
      • G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
        • 共穿了七次
        • 其介导的转导通路
          • 子主题
    • 低分子量的G蛋白（21KD Ras超家族）
      • 是多种信号转导途径的转导因子
    • 衔接蛋白和支架蛋白连接信号转导网络
      • 衔接蛋白
        • 通过两节上下游的信号分子形成信号转导复合体（含2或2个以上的的蛋白质结构域）
      • 支架蛋白（大分子蛋白）
        • 含有多个蛋白结合阈，可将信号转导途径中的蛋白质成群聚集
• 信号转导异常与疾病
  • 子主题
• 细胞介导的细胞内信号转导分子
  • 子主题
  • 细胞内受体通过分子迁移传递信号
    • 细胞内受体多为转录因子（IF)，当与相应的配体结合以后，能与DNA的顺式作用元件，在转录水平调节基因表达
  • 离子通道型受体（将化学信号变成电信号）
  • G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
    • G蛋白偶联受体（GPCR）在结构上为单体蛋白）
    • 氨基酸位于细胞膜外，羧基端位于细胞膜内侧
    • 七台链反复跨膜七次
    • 莫内外侧环分别负责结合细胞内G蛋白和接受外源信号
    • 不同的G蛋白偶联受体可通过不同途径传递信号
      • 子主题
    • 概要
  • 酶偶联受体主要通过降低蛋白质修饰相互作用传递信号
    • 最常见的是以丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）
• 主题
• N型乙酰胆碱受体
• 浮动主题
• • 子主题
• GMP+鸟苷酸环化酶（GC）膜结合型的受体→cGMP→活化PKG→调节代谢活动