物质的跨膜运输与信号传递课件

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1、第二节细胞通讯与信号传递TheEnglishpoetJohnDonne:“Nomanisanisland.”LearningObjectives:1.Someofthebasiccharacteristicsofcellsignaling2.Thetypesofsignalmolecules,receptors,molecularswitchesandeffectors;3.Thedifferentsignaltransductionpathways;4.Theconvergence,diverge

2、nce,andcrosstalkingbetweendifferentsignalingpathways.生命与非生命物质最根本的区别：生命是一个完整的自然的信息处理系统。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命进化实质是信息系统的进化。信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。信息系统使有机体适应内、外环境的变化，维持个体的生存。单细胞生物通过反馈调节，适应环境的变化。多细胞生物是由各种细胞组成的细胞社会，除反馈调节外，更有赖于细胞间的通讯与信号传导，协调不同细胞的行为：(

3、1)调节代谢；(2)实现细胞功能：肌肉的收缩，腺体分泌等；(3)调节细胞周期;(4)控制细胞分化;(5)影响细胞的存活。Eachcellisprogrammedtorespondtospecificcombinationsofextracellularsignalmolecules一、 细胞通讯的基本特点（一）两个容易混淆的概念细胞信号传导（cellsignaling）：细胞合成和释放信号分子，并将信息传递给其它细胞的过程。强调信号的产生与细胞间传送。信号转导（signaltransduction）

4、：信号分子与细胞表面受体作用，通过细胞内信使，引起细胞应答反应的一系列过程。强调信号的接收与转换方式和结果。（二）细胞通讯的方式4种方式：（1）通过信号分子；（2）通过相邻细胞表面分子的粘着；（3）通过细胞与细胞外基质的粘着；（4）通过间隙连接。归为2大类：（1）不依赖于细胞接触的细胞通讯；（2）依赖于细胞接触的细胞通讯。（三）细胞通讯的基本过程1、信号分子的合成：内分泌细胞；2、信号分子释放进入周围环境；3、信号分子向靶细胞的运输：血液；4、靶细胞对信号分子的识别和结合：受体；5、胞外信号跨膜转导

5、，产生胞内信号；6、胞内信号作用于效应分子，引起细胞应答。（四）细胞通讯涉及的要素1、实现信号传导的信号分子；2、进行信号接收的受体；3、进行信号转导的第二信使；4、引起细胞应答的效应分子。（五）信号分子与信号传导1、信号分子(signalmolecule)生物细胞所接受的信号既可使物理信号（光、热、电流），也可是化学信号，有机体细胞间的通讯中最广泛的是通过化学信号分子实现。信号分子是指细胞内某些化学分子，既非营养物，也非能源和结构物，也不是酶，唯一的功能是在细胞内和细胞间传递信息，如激素、神经递质

6、、生长因子等。2、信号分子的共同特点多细胞有机体中有几百种信号分子在细胞间传递信息，包括蛋白质、短肽、氨基酸衍生物、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物和气体分子（NO）等。共同特点：（1）特异性：只能与特定的受体结合；（2）高效性：几个分子即可触发明显的生物学效应：级联放大；（3）可快速失活：完成信息传递后被降解或修饰失去活性。3、信号分子类型及信号传导方式依溶解性可分2类：（1）水溶性：只能与膜表面受体结合。水溶性激素、神经递质、细胞生长因子。（2）脂溶性：可穿膜进入细胞，与胞内受体结合。甾类激素和甲状腺

7、素。依产生和作用方式可分4类：（1）内分泌激素；（2）神经递质；（3）局部化学介质；（4）气体分子。（1）激素（hormone）内分泌（endocrine）：由分泌细胞合成并分泌到血液，包括肽类激素，类固醇激素，氨基酸衍生物。特点：A、最广泛的传递信息方式；B、通过血液循环系统传播，速度快；C、低浓度，10-8-10-12M；D、传输距离最远，覆盖整个生物体；E、长时效，血中微量激素足以维持长久作用。（2）局部介质（localmediator）旁分泌（paracrine）：由各类细胞分泌到细胞外液的

8、信号分子：细胞生长因子；淋巴因子等。特点：通讯距离短，仅几毫米，只能作用于周围细胞。自分泌（autocrine）：细胞对自身分泌的物质产生反应：前列腺素。（3）神经递质（neurotransmitter）神经细胞末梢释放出的小分子信号分子：乙酰胆碱。特点：（1）仅作用于与之相连的靶细胞；（2）作用部位精准，速度快；（3）对受体亲和力低，作用时间短。化学通信的类型（4）气体分子（NO）NO是可溶性有毒气体，可快速扩散透过细胞膜，进入邻近的靶细胞起作用。常视为一种局部介质