医用细胞生物学重点章节知识点第十二章

1. 细胞信号传导概念及基本过程

1） 概念：细胞外信号分子（如旁分泌因子、激素、神经递质）通过与细胞膜或胞质内的受体特异性结合，将信号转换后传给相应的胞内系统，引起下游胞内信号分子级联反应，从而实现将细胞外信息向细胞内传递。是细胞间信息传递的主要方式。

2） 基本过程：信号分子——受体——胞内级联反应——生物学效应

2. 受体（一定是蛋白质）的基本类型及各种受体的作用特点

配体与受体结合；受体与胞外信号分子结合。

1） 基本类型：膜受体包括离子通道受体、G蛋白耦联受体、酪氨酸蛋白激酶型受体。

          胞内受体包括胞浆受体（如糖皮质激素、盐皮质激素）、核受体（如维生素D3、维甲酸）。

       另外雌激素和雄激素可同时存在于胞浆和细胞核。

2）离子通道受体      多聚体。

作用特点：具有受体和离子通道偶联的特点。传导快速，为神经系统和肌细胞特有。

3） G蛋白偶联受体通过调节G蛋白的活性进行信号传导。膜受体中最大家族，

作用特点：传导较慢，但敏锐多样。

4） 酪氨酸蛋白激酶型受体    配体是生长因子、分化因子和胰岛素。兼具受体和激酶活性。单次跨膜。

作用特点：过程缓慢。

3. G蛋白和G蛋白偶联受体的分子结构和作用机制

1） G蛋白：与受体偶联并能和鸟苷酸结合的一类蛋白质，位于膜胞质面，为脂锚定蛋白，由αβγ三种亚基组成。通过自身构象改变激活下游效应蛋白。

下游效应蛋白是离子通道和腺苷酸环化酶、磷脂酶C。

分类：激动型G蛋白（Gs家族）激活腺苷酸环化酶，激活钙离子通道抑制钠离子通道

      抑制型G蛋白（Gi家族）抑制腺苷酸环化酶

      磷脂酶C型G蛋白（Gq家族）激活磷脂酶C

2） G蛋白偶联受体分子结构

是一条多肽链构成的糖蛋白，胞外区（N端）有糖基化位点，胞内区（C端）有磷酸化部位，胞膜结构区由7个跨膜α螺旋结构组成，其中α螺旋结构是受体配体结合区域，胞质内的细胞内环是G蛋白识别区域。

3） 作用机制

当配体和受体结合时：受体与α亚基相互作用——α亚基与GDP解离，与GTP结合——G蛋白解体——α亚基与βγ二聚体沿细胞膜扩散——激活下游效应蛋白

当配体与受体解离时：α亚基分解GTP——与GDP结合——与效应蛋白分离——与βγ亚基组成三聚体——G蛋白回到静息状态

4. 第一信使(细胞外信号)

由细胞分泌的，能够调节机体功能的一大类生物活性物质，它们是细胞间通讯的信号。主要是蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激素。

5．受体作用特点：选择性、结合力强、可饱和性、可逆性、磷酸化修饰。

6、第二信使（细胞内信使）

受体被激活后，在细胞中产生的、能介导信号传导的活性物质，最重要的有cAMP、cGMP二酯酰甘油、三磷酸肌醇和钙离子。

7、cAMP信使体系的组成及生物学作用

1）腺苷酸环化酶   

结构：糖蛋白，两个疏水区域（M1、M2）均各跨膜6次；两个胞质区域（C1、C2）与ATP结合具酶活性，氨基酸组合高度保守。N、C端均在胞质面。

功能：催化ATP生成cAMP————需要G蛋白激活，镁离子和锰离子。

2） cAMP依赖性蛋白激酶A（PKA）    分布广泛，特异性较低

被cAMP活化。两个C亚基和两个R亚基组成的四聚体。催化亚基（C）催化特定丝氨酸苏氨酸磷酸化；每个调节亚基与2个cAMP结合。

3） 过程：信号分子——G蛋白偶联受体——G蛋白——腺苷酸环化酶——cAMP——PKA——丝苏氨酸磷酸化——生物学效应

4） 功能：激活PKA;改变离子通道通透性。嗅觉产生。

8、二酯酰甘油/三磷酸肌醇信使体系及作用

1）磷脂酶C使PIP2水解为二酯酰甘油和三磷酸肌醇。三磷酸肌醇与内质网上的IP3门控钙离子通道结合，促进细胞内钙离子释放。

2）过程：配体结合受体——Gq蛋白——磷脂酶C——PIP2水解为IP3——释放钙离子

                                                           DAG——激活PKC

9、钙离子/钙调蛋白信使体系

通过改变钙离子浓度实现

1） 钙调蛋白 钙离子结合蛋白

结构：一条多肽链，哑铃状，一分子可以结合4个钙离子。

活化：细胞中钙离子浓度超过限度，钙调蛋白与钙离子结合被活化，从而激活靶蛋白。

功能：改变酶活性；激活细胞膜上的钙泵；直接调节离子通道。

                         信号传导过程中的分子开关  

1、 蛋白激酶将底物磷酸化，分为酪氨酸蛋白激酶（如酪氨酸蛋白激酶型受体）和丝氨酸苏氨酸蛋白激酶。

2、 蛋白磷酸酶去磷酸，分为酪氨酸磷酸酶和丝氨酸苏氨酸磷酸酶。

3、 酪氨酸蛋白激酶型受体-Ras信号传导通路

配体与受体N端结合——胞外结构域构象改变引起胞内结构域构象改变——受体二聚化，C端酪氨酸磷酸化——形成SH2结合位点——结合并激活具有SH2结构域的蛋白质，催化生化反应。

注意：SH2结构域不在受体上。

1） GRB2即生长因子受体结合蛋白，具有SH2结构域。

2） SOS蛋白是一种鸟苷酸交换因子，可形成受体-GRB2-SOS复合物

3） Ras蛋白：位于膜胞质面。GTP酶活化蛋白使其失活，GEF使其活化。关键部分，控制细胞的生长分化。

4） RTK-Ras-MAPK信号通路：参与细胞的生长、增殖、分化与凋亡。

配体结合受体(如RTK)→受体二聚化→受体的自磷酸化活化→ 接头蛋白Grb2(SOS) → Ras蛋白→Raf(MAPKKK) →MAPKK→MAPK →转录因子磷酸化→激活靶基因→细胞应答和效应