细胞信号转导综述

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1、细胞信号转导及与相关疾病摘要：多细胞生物体中的每一个细胞都在一定的条件下执行各自的功能，而这些功能大多具有某种关联，为了使细胞的各种功能活动能够有序的完成，则完善的细胞间的信号传导是必不可少的。关键词：信号转导，受体一．信号转导的概念：细胞外的信号物质（激素，递质和细胞因子等）作用于细胞表面或细胞内受体，将细胞外信号分子所携带的信号转到细胞内的过程。信号分子作用于细胞时，不进入细胞，也不影响细胞内的过程，而是作用于细胞（核）膜的特殊蛋白分子（受体），将外界环境变化信息以新的信号形式（第二信使）传到

2、细胞内，再引发一系列反应，调控细胞功能活动。二．与信号转导作用有关物质的概念与性质（1）配体：与受体发生特异性结合的活性物质。如：A.体外刺激信号(物理性：光、声、电、温度;化学性：空气、环境中的各种化学物质)B.体内刺激信号(激素、神经递质、细胞因子、生长因子、气体分子（NO、CO、H2S）等)(2)受体：存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子，具有特异性，饱和性，高亲和力等特征，在细胞内放大，传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。1）G蛋白藕联受体：G蛋白的结合部位在胞浆侧，与

3、配体结合后激活G蛋白，其本身不具备通道结构，也无酶活性，是通过与脂质双层中以及膜内侧存在的包括G蛋白等一系列信号蛋白分子之间级联式的复杂的相互作用来完成信号跨膜转导的（也称促代谢型受体）2）酶耦联受体：与G蛋白耦联受体完全不同的分子结构和特性，这一跨膜信号转导过程不需要G蛋白的参与，也没有第二信使的产生。酶耦联受体分子的胞质一侧自身具有酶的活性，或者可直接结合并激活胞质中的酶，并由此实现细胞外信号对细胞功能的调节。分为酪氨酸蛋白激酶受体，受体丝氨酸/苏氨酸激酶，受体酪氨酸磷酸酯酶，受体鸟甘酸环化酶

4、，酪氨酸蛋白激酶结合型受体。酪氨酸蛋白激酶受体（RTK）是细胞表面一大类重要的受体家族。RTK即是受体又是酶，能够与配体结合，并把靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，其对应的配体为可溶性的或膜结合的多肽和蛋白类激素，包括胰岛素和各种生长因子。RTK的主要功能是控制细胞生长、分化而不是调控细胞的中间代谢；酪氨酸蛋白激酶联系的受体本身不具有酶活性，但是可以结合非受体酪氨酸蛋白激酶。受体与配体结合以后通过与之联系的非受体酪氨酸蛋白激酶的活化，磷酸化各种靶细胞的酪氨酸残基，实现信号传导；鸟苷酸环化酶是一次性跨膜蛋白

5、受体，胞外段是配体结合部分，胞内段为鸟苷酸环化酶催化结构域。受体的配体是心房肌肉细胞分泌的一组肽类激素，心房排钠肽和脑排钠肽。特点：受体本身就是鸟苷酸环化酶，其细胞外的部分有与信号分子结合的位点，细胞内的部分有一个鸟苷酸环化酶的催化结构域，可催化GTP生成cCMP。3）离子通道型受体：是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道，他们接受的化学信号绝大多数是神经递质，激活后可引起离子的跨膜流动。分为化学门控通道，电压门控通道，机械门控通道。（3）G蛋白：由α、β、γ三个亚单位组成

6、，其中α亚单位起催化作用，有鸟苷酸结合位点和GTP酶活性。（4）G蛋白效应器：催化或分解第二信使的酶和离子通道，分为①膜上的酶：腺苷酸环化酶（AC）磷脂酶C（PLC）,磷脂酶A2（PLA2），磷酸二酯酶（PDE）②调控离子通道：直接/间接（通过第二信使）（5）第二信使：是指第一信使（激素、递质、细胞因子等）作用于细胞膜以后产生的细胞内信号分子。较重要的第二信使有：环-磷酸腺苷（cAMP），环-磷酸鸟苷（cGMP），三磷酸肌醇（IP3），二酰甘油（DG），Ca2+，其中钙离子即是电流的载荷体，又可起

7、信号分子的作用。（6）G蛋白的激活：G蛋白耦联受体构象改变→与G蛋白的α亚单位结合，G蛋白被激活→α亚单位对GDP亲和力下降，GDP与其分离；对GTP的亲和力增加，GTP与其结合→后者诱发G蛋白构象改变→α亚单位与受体分离；与β、γ亚单位分离→形成β、γ亚单位复合体和α亚单位GTP复合体→后者激活G蛋白效应器，并显示GTP酶活性→把GTP水解为GDP→α亚单位再次与GDP结合，与效应器分离→α亚单位重新与β、γ亚单位结合→成为非活性三聚体G蛋白。（7）蛋白激酶：能催化蛋白质磷酸化的酶系统，与磷酸酶

8、作用相反。种类：丝/苏氨酸蛋白激酶（占绝大多数），酪氨酸蛋白激酶（少数），依赖cAMP的蛋白激酶又称蛋白激酶A（PKA），依赖Ca2+的蛋白激酶又称蛋白激酶C（PKC）。（8）蛋白质磷酸化的作用：①使酶活性改变→代谢改变②通道开放→膜电位改变→兴奋性改变③收缩蛋白收缩或舒张④转录因子活性改变。三．信号信号转导具体过程A．离子通道介导的信号转导（1）化学门控通道：离子跨膜转运，并实现化学信号跨膜转导。如：Ach与终板膜上Ach受体结合→受体构象变化和通道开放→钠离子与钙离子经通道跨膜