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细胞信号转导异常与疾病


共同结构特征是羧基端有典型的TPK结构和自身磷
酸化位点。该酶可催化自身或底物的酪氨酸磷酸 化,通过蛋白质磷酸化的级联反应传递信息,导 致生物效应。 TPK介导的信号转导分受体途径和非受体途经两大类。
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(一)受体酪氨酸蛋白激酶(RPTK)途径
经Ras蛋白激活丝裂原活化蛋白激酶途径 (Ras-MAPK途径)
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(二)非受体酪氨酸蛋白激酶途径
(Jak-STAT途径)
非受体TPK信号转导途径指的是:膜受体本身无 TPK活性,但膜受体的胞内区有与胞内TPK结合的
位点。
配体以细胞因子为代表,包括白介素(IL)、干扰素
(INF)、促红细胞生成素(EPO)及生长激素(GH)
等,主要参与免疫、造血和生长的调节。
概念:细胞内受体(胞浆内),本质上是配体调
控的转录因子,在胞浆内启动信号转导并影响基
因转录。
类型:
类固醇激素受体家族:糖皮质激素、盐皮质
激素、性激素受体等。
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作用机制
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作用机制
R-HSP + 配体→⊕R-配体 + HSP 受体二聚体→入核与HRE结合 ±靶基因转录
第三节 细胞信号转导异常与疾病
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细胞信号转导异常与疾病
疾病时细胞信号转导异常可涉及受体、胞内信号 转导分子及转录因子等多个环节
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G蛋白的活性调控
G蛋白循环示意图
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G蛋白活性调节示意图
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G蛋白的介导途径
NE AC
membrance
γ
AdR GTP
β
α
ATP
GDP
cAMP
G protein
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(一)cAMP-蛋白激酶A途径(cAMP-PKA)
cAMP对PKA的调节作用
排钠、利尿
血管舒张
PDE
细胞膜
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鸟苷酸环化酶介导的信号转导途径
2.胞质sGC受体介导的信号转导途径
VEC VSMC MC
GTP Ach→R →NOS→NO→sGC →↓← sGC← CO←HO← R←LPS cGMP ↓
L-Arg PKG Heme
内皮依赖性→调节血管紧张性←非内皮依赖性
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死亡受体介导的信号转导途径
配体与死亡受体结合,介导其形成三聚体,通过 多种接头蛋白启动:
1.激活凋亡蛋白酶(caspase)引发细胞凋亡通路
2.激活核转录因子KB 启动抑制细胞凋亡通路
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死亡受体介导的信号转导途径
TNFα
membrance
TRADD FADD RIP
肉的收缩、离子的转运、代谢变化等效应
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(二)信号对靶蛋白的调节
跨膜信号转导通路还可通过对转录因子的可逆磷 酸化修饰调节转录因子的活性: (1)促进原存在于胞浆的转录因子(NF-кB等) 的激活和核转位 (2)增强核内转录因子(AP-1等)与DNA的结 合能力 (3)提高转录因子(CREB等)的转录活性,调节 基因表达,进而调节细胞的增殖、分化和凋亡等
(二)非受体酪氨酸蛋白激酶途径
(Jak-STAT途径)
GH+R→ 受体二聚化 →⊕ JAK→STAT 中酪氨酸 磷酸化 →STAT 二聚化并入核 → 与靶基因 DNA 上 游的相应序列结合→靶基因转录 信号转导和转录激活因子(STAT)
signal transducer and activator of transcription
细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能
的过程。
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组 成
上游成分(受体识别):受体或能接受信号的其 他成分
中游成分(信号传递):细胞内信号转导通路
下游成分(细胞内效应):通路作用的终端效应器
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基本过程
(一)信号的接受和转导 1.细胞信号 (1)按信号的性质分 1)物理信号:光、电、机械、环境应激 2)化学信号:A 体液因子 B 气味因子 C 细胞的代谢产物 D 进入体内的药物、毒物
(1)膜受体
(2)浆受体
占大多数
(3)核受体
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膜受体包括
G蛋白偶联受体家族(GPCR) 酪氨酸蛋白激酶型受体或受体酪氨酸激酶家族(RTK) 细胞因子受体超家族 丝/苏氨酸蛋白激酶型受体家族(PSTK) 死亡受体家族 离子通道型受体 鸟苷酸环化酶受体 黏附分子
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糖皮质激素受体信号转导通路 人民卫生出版社
性激素受体信号转导通路 病理生理学
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核受体介导的信号转导途径
概念:细胞内受体(胞核内),本质上是配体调
控的转录因子,在核内启动信号转导并影响基因
转录。
类型:
甲状腺素受体家族:甲状腺素、维生素D和
维A酸受体等。
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结 构
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家族
分类:①由α、β和γ亚单位组成的异三聚体
②小分子G蛋白(只具有G蛋白α亚基的功能)
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结 构
G蛋白偶联受体(G protein coupling receptors,GPCR)系7次跨膜受体。
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G蛋白的活性调控
G蛋白通过与GTP结 合(激活态)和
(EGF)、血小板源生长因子(PDGF)、血管内
皮细胞生长因子(VEGF)等,与生长发育、分化、
免疫、肿瘤等有密切关系。
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(一)受体酪氨酸蛋白激酶(RPTK)途径
生长因子与受体结合,使受体发生二聚化后TPK激 活,激活后可自身磷酸化,磷酸化的酪氨酸可被 一类含有SH2区的蛋白质识别,通过级联反应向细 胞内进行信号转导。
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(三)信号的终止
受体与配体的分离 受体的下调(受体数量↓):膜受体的内化降解
受体的减敏(受体亲和性↓):膜受体的脱磷酸
化(蛋白磷酸酶作用)
G蛋白的失活:GTP酶的水解
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G蛋白偶联受体介导的信号转导途径
G蛋白的概述 概念:指可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合的蛋白质
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细胞信号转导过程
是由细一系列信号转导蛋白的构象、活性或功能 变化来实现的,信号转导蛋白通常具有活性和非
活性形式,控制信号转导蛋白活性的方式有:
通过配体调节
通过G蛋白调节
通过可逆磷酸化调节
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(二)信号对靶蛋白的调节
信号转导通路对靶蛋白调节的最重要的方式是 可逆性的磷酸化调节 1.经可逆磷酸化快速调节效应蛋白活性
经PLCγ激活蛋白激酶C途径
(PLCγ-PKC途径)
经磷脂酰肌醇3激酶激活蛋白激酶B途径
(PI-3K-PKB途径)
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(一)受体酪氨酸蛋白激酶(RPTK)途径
RPTK是由50多种受体组成的超家族,其共同的结 构特征是单次跨膜受体,胞内区含有TPK。
配体以生长因子为代表,主要有表皮生长因子
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简言之
GTP 胞浆可溶性 NO --→⊕GC ----→ 膜颗粒性 ←--- ⊕GC ←-- R+细胞因子
cGMP↑→⊕PKG
↓ 靶蛋白磷酸化
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黏附分子介导的信号转导途径
整合素介导的信号转导通路示意图
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浆受体介导的信号转导途径
2.经调控基因表达产生较为缓慢的生物效应
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(二)信号对靶蛋白的调节
信号转导通路中激活的蛋白激酶(如PKA、PKC、 MAPK家族成员等)或磷酸酶能通过对各种效应蛋
白(如代谢酶、离子通道、离子泵、运输蛋白、
骨架蛋白等)进行可逆的磷酸化修饰,快速调节
它们的活性和功能,导致神经的兴奋和抑制、肌
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(二)非受体酪氨酸蛋白激酶途径
(Jak-STAT途径)
非受体TPK的调节机制差异较大,JAK激酶是起重 要作用的非受体酪氨酸蛋白激酶之一。
JAK激酶家族包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。
以下以生长激素,干扰素为例说明信号转导途径:
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① 激活caspases 家族蛋白酶(凋亡 酶),引发细胞凋亡 通路
② 激活核转录因 子KB(NF-KB),启动 使细胞免于凋亡的 通路
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DED
TRAF2
① 人民卫生出版社

鸟苷酸环化酶介导的信号转导途径
1.胞膜GC受体介导的信号转导途径
ANP BNP
GC
GTP cGMP
离子通道 PKG
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丝/苏氨酸蛋白激酶介导的信号转导途径
细胞膜
TGFβ→ Ser/ThrPKRⅡ→ Ser/ThrPKRⅠ
(PSTKⅡ)↘↙ ↓ຫໍສະໝຸດ (PSTKⅠ)细胞质
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