类激素、神经递质和局部介质)。神经递质、生长因子、细胞因子、大多数肽类激素、粘附分子等,不能直接进入细胞,先与膜上受体结合,再经信号转换机制,在细胞内产生一第二信使(cAMP和肌醇磷脂),或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性,引起细胞的应答反应。水溶性化学信号膜受体细胞因子趋化因子生物活性肽氨基酸及其衍生物核苷和核苷酸胞核4细胞内反应基因表达调控胞内受体类固醇激素、前列腺素、脂类、中甲状腺素、维生素A、维生素D等脂溶性化学信号细胞质膜图15-1水溶性和脂溶性化学信号的转导表9-1信号分子举例信号分子化学性质合成/分泌位点生理功能激肾上腺素上腺酪氨酸的衍生物升高血压,加快心律和增加代谢肾上腺皮质醇类固醇(胆固醇衔生物)影响多数组织中蛋白质、糖类和脂质代谢雌二醇卵巢类固醇《胆固醇衍生物)诱导和维持性第二性征胰高血糖素胰腺。细胞肽刺教菌微糖合成、裁原降解和脂肪分解(如肝干细胞和脂肪细胞)胰岛素胰腺β细胞蛋白质刺激肝细胞葡萄糖摄取、蛋白质合成和脂质合成翠丸酮宇丸类固酵(胆固酵衍生物)诱导和维持性第二性征甲状腺素甲状腺酪氨酸的衍生物刺激多种细胞的代谢局部介质蛋白质表皮生长因子(EGF)多种细胞刺激上皮细胞等多种细胞的增殖多种细胞蛋白质血小板衍生生长因子刺激多种细胞的增殖(PDGF)(包括血小板)神经生长因子(NGF)各种神经支配的组织蛋白质促进某类神经元的存活,促进神经元轴突的生长组胺肥大细胞组氨酸衍生物扩张血管,增加渗透,有助发灸一氧化氨(NO】神经元、血管内皮细胞引起平滑肌细胞松弛,调节神经元活性可溶性气体神经速质神经末梢胆碱衍生物乙酰胆碱在许多神经一肌肉突触和中枢神经系统中存在的兴奋性神经递质-氨基丁酸(GABA)神经末梢谷氨酸衍生物中枢神经系统中存在的抑制性神经递质接触依赖性信号预定神经元跨膜蛋白Delta抑制相邻细胞以相同的方式分化其他胚胎细胞(二)受体
类激素、神经递质和局部介质)。神经递质、生长因子、细胞因子、大多数肽类激素、粘 附分子等,不能直接进入细胞,先与膜上受体结合,再经信号转换机制,在细胞内产生→ 第二信使(cAMP 和肌醇磷脂),或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性,引起细胞的应答 反应。 (二)受体
受体的概念最早是1910年Ehrlich提出的,近来有人建议改称“识别子”(recognin)。受体(receptor):受体是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,大多数为糖蛋白,少数是糖脂,还有的是糖蛋白和糖脂组成的复合物。受体至少有2个功能域:不管哪种类型的受体,一般至少有2个功能域,即结合配体的功能域和产生效应的功能域,分别具有结合特异性和效应特异性。受体与信号分子的对应关系:同种化学信号结合不同细胞的不同受体,产生不同效应;相同信号分子结合不同细胞上的相同受体产生不同反应:不同信号结合同一细胞不同受体产生相同效应。IC)skeletalmusclecell(B)salivaryglandcellWiheert musclocellreceptorproteinSECRETIONKeryicholineWCONTRACTIONDECREASEDRATEANDFORCEOFCONTRACTION心肌细胞睡液腺细胞骨母骼肌细胞受体蛋白分泌乙碱降低收缩频率收缩(Variousresponses inducedbyneurotramsmitteracetylcholine乙酰胆碱)
受体的概念最早是 1910 年 Ehrlich 提出的,近来有人建议改称“识别子”(recognin)。 受体(receptor):受体是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,大 多数为糖蛋白,少数是糖脂,还有的是糖蛋白和糖脂组成的复合物。 受体至少有 2 个功能域:不管哪种类型的受体,一般至少有 2 个功能域,即结合配体的功 能域和产生效应的功能域,分别具有结合特异性和效应特异性。 受体与信号分子的对应关系:同种化学信号结合不同细胞的不同受体,产生不同效应;相 同信号分子结合不同细胞上的相同受体产生不同反应;不同信号结合同一细胞不同受体产 生相同效应。 (Various responses induced by neurotramsmitter acetylcholine 乙酰胆碱)
SURVIVEDIVIDEDIFFERENTIAapoptoticDIEcell(Different cells can respond differently to the same extracellular signal molecule)(一种细胞具有一套多种类型的受体,应答多种不同的胞外信号,产生不同效应;受体和配体结合的特异性及细胞固有的特性决定细胞对外界的反应;避免信号分子过于繁多)分类:根据靶细胞上受体存在的部位,可将受体分为两类,即细胞内受体intracellularreceptor(受胞外亲脂性信号分子的激活)和细胞表面受体cell-surfacereceptor(受胞外亲水性信号分子的激活)。二着通过不同的机制介导不同的信号传递通路。细胞内受体(intracellularreceptor)与细胞表面受体(cell-surfacereceptor):细胞内受体位于细胞质基质或核基质中,其本质是依赖疏水性激素激活的转录因子。细胞表面受体位于细胞质膜上,主要识别和结合亲水性信号分子,包括分泌型信号分子(如多肽类激素、神经递质和生长因子等)或膜结合型信号分子(如细胞表面抗原和细胞表面黏着分子等)。细胞表面受体按其功能分为3大家族:(1)离子通道偶联受体(ionchannel-coupledreceptor):受体-离子通道;(2)G蛋白偶联受体(G-protein-coupledreceptor,GPCR):受体·G蛋白:(3)酶连/联受体(enzyme-linkedreceptor):受体-酶或受体·酶。(第一类存在于可兴奋细胞。后两类存在于大多数细胞,在信号转导的早期表现为激酶级联事件,即为一系列蛋白质的逐级磷酸化,籍此使信号逐级传送和放大。)
(Different cells can respond differently to the same extracellular signal molecule) (一种细胞具有一套多种类型的受体,应答多种不同的胞外信号,产生不同效应; 受体和配体结合的特异性及细胞固有的特性决定细胞对外界的反应; 避免信号分子过于繁多) 分类:根据靶细胞上受体存在的部位,可将受体分为两类,即细胞内受体 intracellular receptor(受胞外亲脂性信号分子的激活)和细胞表面受体 cell-surface receptor(受胞外亲 水性信号分子的激活)。二着通过不同的机制介导不同的信号传递通路。 细胞内受体( intracellular receptor)与细胞表面受体(cell-surface receptor): 细胞内受体位于细胞质基质或核基质中,其本质是依赖疏水性激素激活的转录因子。 细胞表面受体位于细胞质膜上,主要识别和结合亲水性信号分子,包括分泌型信号分 子(如多肽类激素、神经递质和生长因子等)或膜结合型信号分子(如细胞表面抗原和细 胞表面黏着分子等)。 细胞表面受体按其功能分为 3 大家族: (1)离子通道偶联受体(ion channel-coupled receptor):受体-离子通道; (2)G 蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor,GPCR ):受体·G 蛋白; (3)酶连/联受体(enzyme-linked receptor):受体-酶或受体·酶。 (第一类存在于可兴奋细胞。后两类存在于大多数细胞,在信号转导的早期表现为激酶级 联事件,即为一系列蛋白质的逐级磷酸化,籍此使信号逐级传送和放大。)
信号分子离子信号分子离子衣中?细胞膜细胞膜激活的G蛋白未激活的活化受体G蛋白和G蛋白结合偶联受体AB第二种模式信号分子第一种模式信号分子二聚体人细胞膜细胞膜Rma激活受体活化受体催化结构域激活联系的酶C三种类型的细胞表面受体受体本身是一个离子通道蛋白(配体门通道),结合配体,构象改变,通道打开,产生离子流;G蛋白耦连受体:是指配体-受体复合物与靶蛋白(效应酶或通道蛋白)的作用要通过与G蛋白的耦联,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。酶连受体(enzyme-coupledreceptors)受体本身有信号结合的domain,有跨膜的domain,还有一个胞内domain:胞内结构域是一个具有催化活性的结构域,有催化活性就有酶活性,本身是激酶的催化亚基,它在接受信号分子结合时,本身要改变构象,但是一次跨膜的螺旋并不能将构象改变的信息传递到胞内,因此要起作用的话,单体必须二聚化,然后配体与受体结合,胞内具有催化活性的结构域被激活,就可以在二聚体内彼此交叉磷酸化(一个单体激酶使另一个单体的酪氨酸残基磷酸化),因此二聚化是交叉磷酸化的前提,也是受体起作用的最重要的一个特点。跟酶联系的受体(enzyme-linkedreceptors)受体本身有信号结合的domain,有跨膜的domain,还有一个胞内domain:但是其胞内结构域本身不具有酶活性,它结合信号以后二聚化,然后与一个有酶活性的蛋白结合:离子通道耦连受体(ion-channelcoupledreceptors)受体通过信号转导引发2种主要的细胞反应:受体结合特异性配体后而被激活,通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内信号,引发2种主要的细胞反应:-是细胞内存量蛋白活性或功能的改变,进而影响细胞代谢功能的短期反应(快反应):
三种类型的细胞表面受体 受体本身是一个离子通道蛋白(配体门通道),结合配体,构象改变,通道打开,产生离 子流; G 蛋白耦连受体:是指配体-受体复合物与靶蛋白(效应酶或通道蛋白)的作用要通过与 G 蛋白的耦联,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。 酶连受体(enzyme-coupled receptors) 受体本身有信号结合的 domain,有跨膜的 domain,还有一个胞内 domain;胞内结构域是 一个具有催化活性的结构域,有催化活性就有酶活性,本身是激酶的催化亚基,它在接受 信号分子结合时,本身要改变构象,但是一次跨膜的α螺旋并不能将构象改变的信息传递 到胞内,因此要起作用的话,单体必须二聚化,然后配体与受体结合,胞内具有催化活性 的结构域被激活,就可以在二聚体内彼此交叉磷酸化(一个单体激酶使另一个单体的酪氨 酸残基磷酸化),因此二聚化是交叉磷酸化的前提,也是受体起作用的最重要的一个特点。 跟酶联系的受体(enzyme-linked receptors) 受体本身有信号结合的 domain,有跨膜的 domain,还有一个胞内 domain;但是其胞 内结构域本身不具有酶活性,它结合信号以后二聚化,然后与一个有酶活性的蛋白结合; 离子通道耦连受体(ion-channel coupled receptors) 受体通过信号转导引发 2 种主要的细胞反应: 受体结合特异性配体后而被激活,通过信号转导途径将胞外信号转换为胞内信号,引 发 2 种主要的细胞反应: 一是细胞内存量蛋白活性或功能的改变,进而影响细胞代谢功能的短期反应(快反应);
二是影响细胞内特殊蛋白的表达量,最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达的长期反应(慢反应),最后的综合效应是改变细胞的行为。胞外信号分子细胞表面受体慢反应快反应胞内信号胞内信号传导途径传导途径信号进入细胞核改变调控基因表达蛋白质功能+改变蛋白质合成改变胞质装置+改变细胞行为(细胞表面受体转导胞外信号引发两类主要反应,简称(短期)快反应和(长期)慢反应。一个细胞外的信号分子跟细胞表面受体结合,即一种由选择性的特异性的识别,从细胞外信号转到细胞内的信号,这是一个信号的跨膜转导:转变成胞内信号以后,分成两条路径来影响细胞的生理生化的改变以及细胞的行为,一个是快反应,主要是改变细胞内已经预存的蛋白的功能来改变整个细胞的功能,生理生化的改变,一般是几秒到几分钟(例如酶活性,通过酶活性的变化改变代谢,包括合成代谢或者分解代谢),另一种是胞外信号通过跨膜转导变成胞内信使时,影响基因的表达,即影响细胞质基质中的其他转录因子进入细胞核,结合到靶基因上游的调控序列上,然后使靶基因表达(影响RNA转录,进而影响蛋白质的合成),这种方式是影响新合成的蛋白,进而影响整个细胞的代谢机器。慢反应一般是几分钟到几个小时,而且还可以保留记忆很长时间。)靶细胞对外界信号产生反应:受体与配体空间结构的互补性是二者特异性结合的主要因素,但并不意味着受体与配体之间是简单的一对一的关系。靶细胞对外界信号产生反应:一是通过受体对信号结合的特异性,二是通过细胞本身固有的特征。(三)第二信使与分子开关发现:1957年,E.Sutherland在研究肾上腺素促进肝糖原分解的机制时发现,这些激素的作用依赖于细胞产生一种小分子化合物环腺苷酸(cyclicAMP,cAMP),从而提出了
二是影响细胞内特殊蛋白的表达量,最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制 基因表达的长期反应(慢反应),最后的综合效应是改变细胞的行为。 (细胞表面受体转导胞外信号引发两类主要反应,简称(短期)快反应和(长期)慢 反应。一个细胞外的信号分子跟细胞表面受体结合,即一种由选择性的特异性的识别,从 细胞外信号转到细胞内的信号,这是一个信号的跨膜转导;转变成胞内信号以后,分成两 条路径来影响细胞的生理生化的改变以及细胞的行为,一个是快反应,主要是改变细胞内 已经预存的蛋白的功能来改变整个细胞的功能,生理生化的改变,一般是几秒到几分钟(例 如酶活性,通过酶活性的变化改变代谢,包括合成代谢或者分解代谢),另一种是胞外信 号通过跨膜转导变成胞内信使时,影响基因的表达,即影响细胞质基质中的其他转录因子 进入细胞核,结合到靶基因上游的调控序列上,然后使靶基因表达(影响 RNA 转录,进 而影响蛋白质的合成),这种方式是影响新合成的蛋白,进而影响整个细胞的代谢机器。 慢反应一般是几分钟到几个小时,而且还可以保留记忆很长时间。) 靶细胞对外界信号产生反应: 受体与配体空间结构的互补性是二者特异性结合的主要因素,但并不意味着受体与配 体之间是简单的一对一的关系。靶细胞对外界信号产生反应:一是通过受体对信号结合的 特异性,二是通过细胞本身固有的特征。 (三)第二信使与分子开关 发现: 1957 年,E. Sutherland 在研究肾上腺素促进肝糖原分解的机制时发现,这些激素 的作用依赖于细胞产生一种小分子化合物环腺苷酸(cyclic AMP,cAMP),从而提出了