细胞信号传导通路

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1、细胞信号传导通路1.信息传导通路的基本组成人体细胞之间的信息转导可通过相邻细胞的直接接触来实现，但更重要的也是更为普遍的则是通过细胞分泌各种化学物质来调节自身和其他细胞的代谢和功能，因此在人体中，信息传导通路通常是由分泌释放信息物质的特定细胞、信息物质（包含细胞间与细胞内的信息物质和运载体、运输路径等）以及靶细胞（包含特异受体等）等构成。传导通路示意图2.信号转导的基本步骤信号转导通常包括以下步骤：特定的细胞释放信息物质→信息物质经扩散或血循环到达靶细胞→与靶细胞的受体特异性结合→受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统→靶细胞产生生物学效应【

2、1】。通过这一系列的过程，生物体对外界刺激作出反应。3.信息物质及其分类信息物质可分为细胞间信息物质与细胞内信息分子。凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质，即第一信使，按照细胞分泌信息物质的方式又可将细胞间信息物质分为神经递质、内分泌激素、局部化学介质和气体信号分子。在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质，其组成多样化。通常将Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代谢物等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使，能与靶基因特异序

3、列结合，发挥着转录因子或转录调节因子的作用。研究发现一些信息物质能与位于分泌细胞自身的受体结合而起调节作用，称为自分泌信号。如肝癌细胞能分泌多种血管生成因子，其中VEGF是目前发现的刺激肿瘤血管形成最重要的促进因子，研究表示，肿瘤细胞分泌的VEGF除选择性作用于肿瘤血管内皮细胞上的特异性VEGF受体（Flt-1和KDR），通过酪氨酸激酶介导的信号转导，调控内皮细胞分化和血管形成外，肿瘤细胞自身也有VEGF受体的表达，而且针对VEGF及其受体的干预措施可以改变这些肿瘤细胞的体外增殖活性和其他生物学特征，这些研究表示肿瘤中存在VEGF的自分泌机制

4、【2】。自分泌所产生的信息物质也具有其独特而重要的生理功能。4.受体分类及与受体相关的信息转导途径受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，他能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。存在于细胞质膜上的受体称为膜受体，化学本质绝大部分是糖镶嵌蛋白；位于胞液和细胞核中的受体称为胞内受体，它们全部为DNA结合蛋白。4.1 膜受体（一） 环状受体     指配体依赖性离子通道。神经递质与这类受体结合后，可使离子通道打开或关闭，从而改变膜的通透性。受体在神经冲动的快速传递中发挥重要作用，参与快速而精确的神

5、经反射调节。（二） G蛋白耦联受体    G蛋白耦联受体及其所介导的信息转导途径在人体中发挥着至关重要的作用。1） G蛋白耦联受体的结构及分类G蛋白耦联受体（GPCRs），又称七个α螺旋跨膜蛋白受体，是体内最大的蛋白质超家族，迄今已报道了近2000种不同的GPCRs【3】。该类受体对多种激素和神经递质作出应答，配体主要包括生物胺、感觉刺激（如光和气味等）、脂类衍生物、肽类、糖蛋白、核苷酸、离子和蛋白酶等。GPCRs因能结合和调节G蛋白活性而得名。大多数的GPCRs的确是通过G蛋白来调节细胞内的信号传递，但也有研究发现有些GPCRs通过酪氨酸激

6、酶、Src、Stat3等途径来传递信息，与细胞增殖、细胞转化有关【4】。GPCRs的肽链由N末端，7个跨膜α螺旋（TM1→TM7），C末端，3个胞外环（ECL1→ECL3）及3～4个胞内环（ICL1→ICL4）组成。N端在胞外，C端在胞内，7个跨膜的α螺旋反复穿过细胞膜的脂双层，每个TM由20～27个疏水氨基酸组成，N端有7～595个氨基酸残基，C端有12～359个氨基酸残基，ECL、ICL各有5～230个氨基酸残基【3】。至于GPCRs高分辨率的空间结构目前尚未阐明。按G蛋白耦联受体一级结构的同源性，将GPCRs主要分为A、B、C3族【5】

7、。三族的GPCRs都具有各自的结构特征，而结构的特异性也就决定了功能上的独特性，各族受体都具有各自特有的配体群。一般认为GPCRs功能是通过其单体而实现的，近年的研究表明GPCRs存在二聚体及多聚体形式，特别对二聚体的研究得到广泛关注。两个单体可能是共价连接（例如二硫键）也可能是非共价连接（例如跨膜螺旋的疏水作用力），或者两者兼而有之。近来，人们对GPCRs的二聚化功能研究取得了一定的进展，主要有以下方面：①二聚化对受体转运起着作用；②二聚化可以扩展药理多样性，不同受体产生的异二聚体可能有着比单体更多的药理学功能；③二聚化可以影响受体的活性和

8、调控等【6】。G蛋白示意图2） 与受体耦联的G蛋白的结构与分类G蛋白是一类与GTP或GDP结合的、具有GTP酶活性、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白。它由三个亚基组成，分