细胞信号转导

生理学细胞信号转导学习笔记思维导图，包括细胞信号转导的概述、离子通道型和促离子型受体介导的信号转导等内容。

细胞信号转导

• 细胞通讯
  • 定义
    • 是指一个细胞发出的信息通过介质(又 称配体)传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
  • 通讯的三种方式
    • 间接接触依赖性通讯
    • 间隙连接和胞间连丝
• 信号分子与受体
  • 信号分子
    • 气体性信号分子：NO,CO
    • 疏水性信号分子：甲状腺激素等
    • 亲水性信号分子：神经递质，局部介质和蛋白类激素
  • 受体
    • 定义
    • 细胞内受体
    • 细胞表面受体
    • 第二信使和分子开关
• 信号转导系统及其特性
  • 步骤
  • 特性
    • 特异性
    • 放大效应
    • 网络化与反馈调节机制
    • 整合作用
• 细胞内受体介导的信号传递
  • 内核受体及其对基因表达的调节
    • N端：转录激活结构域
    • 中部：DNA结合
    • C端：激素结合位点
  • NO的作用
    • 作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合
    • 具有自由基性质的脂溶性气体分子
• G蛋白耦联受体介导的信号转导
  • 受体的结构域激活
  • 其介导的细胞信号通路
    • 激活离子通道的G蛋白偶联受体所介导
      • 心肌细胞上M乙酰胆碱受体激活G蛋白开启K+通 道。
      • Gt蛋白偶联的光敏感受器受体的活化诱发cGMP门] 控阳离子通道的关闭。
    • 激活或抑制腺苷酸环化酶
      • CAMP-PKA信号通路对肝细胞和肌细胞糖原代谢的调节
        • 当细胞内cAMP水平降低时，cAMP依赖的PKA活性 下降，致使IP磷酸化过程逆转，导致PP被活化。活化PP使糖原代谢中GPK和GP去磷酸化，从而降低其活性，导致糖原降解的抑制，活化PP还促使GS去磷酸化，结果GS性增高，从而促进糖原的合成。反之抑制。
      • CAMP-PKA信号通路对真核细胞基因表达调控的调节
        • 激素→G蛋白偶联受体→G蛋白+腺昔酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白一基因转示k
    • 激活磷脂酶C，以IP3和DAG作为双信使使其激活
      • IP3-Ca2+信号通路与钙火花
        • 胞外信号分子与GPCR结合,活化G蛋白(Goa或Gqa) ， 进而激活磷脂酶 C（PLC），催化PIP2水解生成IP3和DAG两个第二信使。 IP3通过细胞内扩散结合并开启内质网膜上IP3敏感的Ca2+通道，弓|起Ca2+顺电化学梯度从内质网钙库释放进入细胞质基质，通过结合钙调蛋白引起细胞反应。
      • DAG-PKC信号通路
        • 由于细胞质中Ca2+浓度升高，导致细胞质基质中PKC与Ca2+结合并转位到质膜内表面，被DAG活化。
        • PKC是Ca2+和磷脂酰丝氨酸依赖性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。
• 酶联受体介导的信号转导
  • 受体酪氨酸激酶及其RTK-Ras蛋白信号通路
    • RTK又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族
    • Ras蛋白是ras基因表达产物，具有GTPase活性，结合GTP时为活化态，所以也GTPase开关蛋白
    • Raf(MAPKKK)是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，使其磷酸化
    • MAPKK是一种双重特异性的蛋白激酶，能磷酸化其唯一底物MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使其激活。
    • RTK-Ras-MAPK信号通路过程：配体-RTK-Ras-Raf-MAPKK-MAPK-进入细胞核-其他激酶或基因调控蛋白
  • PI3K-PKB信号通路
    • PI3K-PKB（Akt）信号通路始于RTK和细胞因子受体的活化，产生磷酸化的酪氨酸残基，从而为募集PI3K向膜上转位提供锚定位点。
    • 转化生长因子β是由多种动物细胞合成与分泌，以非活性形式储存在细胞胞外基质中结构相关的信号分子超家族。
  • 细胞因子受体与JAK-STAT信号通路
    • 细胞因子受体是细胞表面一类与酪氨酸蛋白激酶偶联的受体。
    • 细胞因子受体介导的信号通路又称之为JAK-STST信号通路。
      • 培养特定基因的转录
      • 对细胞增殖分化凋亡也有调节作用
    • JAK-STAT步骤
      • 细胞因子与质膜受体特异性结合
      • 磷酸化受体胞内酪氨酸残基
      • STAT通过SH2与酪氨酸残基结合
      • STAT各自形成二聚体
• 细胞信号转导的整合与控制
  • 应答反应特征
    • 细胞外信号强度或持续时间的不同控制反应的性质
    • 在不同细胞中，相同受体因不同的胞内信号蛋白可引发不同的下游通路
  • 蛋白激酶的网络整合信息
  • 信号的控制
    • 脱敏
      • 受体没收
      • 受体下调
      • 受体失活
      • 信号蛋白失活
      • 抑制性蛋白产生