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通过细胞内受体介导的信号传递(1)

胞信使作用 NO是可溶性的有毒气体,研究表明,NO分子具有多种生物学功能,并且是一种 能够进入细胞直接作用于酶并引起快速反应的气体信号分子。在一些组织中作为局部 介质引起信号转导,使血管壁的平滑肌细胞松弛,血液流通顺畅。 ■ 体内NO来源 NO合酶(nitric oxide synthase)催化精氨酸生成NO(图5-56)。
不同的激素-受体复合物结合于不同的激素反应元件 (见表)。结合于激素反应元件的激素-受体复合物再与位于 启动子区域的基本录因子及其它的转录调节分子作用,从而 开放或关闭其下游基因。
胞内受体多为DNA结合蛋白,存在于细胞质或细胞核中,能调节基因的转录, 从而控制相应蛋白质的表达。能与此型受体结合的物质有类固醇激素、甲状 腺素等,这些激素都是脂溶性激素。图3显示激素穿越细胞膜和核膜与核内受 体结合,激素-受体复合物结合到DNA上,调节相应基因的转录,产生相应的 激素效应。
NO合酶催化NO的形成
■ NO的信使作用 内皮细胞中NO合酶被Ca2+离子激活后可利用精氨酸生成NO.NO能够跨过细胞
质膜扩散到邻近的平滑肌细胞,并将鸟苷酸环化酶激活,该酶催化GTP生成 cGMP.cGMP是非常重要的第二信使,可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。
NO 和cGMP的信号转导途径 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用,早在100年前就使用硝化甘油 处理心绞痛的病人(这种绞痛是由血液不适当地流向心肌引起的)。硝化甘油在体内 转化成NO,它可以使血管松弛。减轻心脏的工作压力,减少心肌对氧的需 要。
【NO的主要生理意义】 1 . 有效扩张血管,抑制血管壁增厚变硬,维护心脏和冠状动脉的健康。 2 . 防止脂肪沉淀物、血小板附于血管壁,减少血管阻塞的机会,减少心脏病和中风 发生率。 3 . 放松动脉,有助于维持正常血压。 4 . 有效促进大脑血液循环,以增进长期记忆力。 5 . 提高男性生殖器血液流量,使之勃起。 6 . 阻止癌细胞的繁殖。 7 . 降低血清胆固醇水平和防止LDL(坏胆固醇)氧化。 8 . 有助于预防痔疮及帮助其愈合。 9 . 帮助调节胰岛素分泌,改善糖尿病。 10 . 一氧化氮是免疫系统对付细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效“武器”。
脂溶性化学信号(如类固醇激素、甲状腺素、前列腺素、 维生素A及其衍生物和维生素D及其衍生物等)的受体位于细 胞浆或细胞核内。激素进入细胞后,有些可与其胞核内的受 体相结合形成激素-受体复合物,有些则先与其在胞浆内的受 体结合,然后以激素-受体复合物的形式进入核内。
这些受体均属于转录因子,并具有锌指结构作为其DNA结 合区。在没有激素作用时,受体与热休克蛋白(Heat shock proteins, Hsps,)形成复合物,因此阻止了受体向细胞核的移 动及其与DNA的结合。当激素与受体结合后,受体构象发生 变化,导致热休克蛋白与其解聚,暴露出受体核内转移部位 及DNA结合部位,从而激素受体复合物向内转移,并结合于 DNA上特异基因邻近的激素反应元件(hormone response element, HRE)上(见图)。
类固醇激素与核内受体结合后,可使受体的构象发生改变, 暴露出DNA结合区。在胞液中形成的类固醇激素-受体复合物以 二聚体形式穿过核孔进入核内。在核内,激素-受体复合物作为 转录因子与DNA特异基因的激素反应元件结合,从而使特异基 因易于(或难于)转录。
甲状腺素进入靶细胞后,能与胞内的核受体结合,甲状腺素 -受体复合物可与DNA上的甲状腺素反应元件(TRE)结合,调 节许多基因的表达。此外,在肾、肝、心及肌肉的线粒体内膜 上也存在甲状腺素受体,结合后能促进线粒体某些基因的表达, 可能与甲状腺素可加速氧化磷酸化有关。
通过细胞内受体介导的信号传递
● 甾类激素介导的信号通路两步反应阶段:
初级反应阶段:直接活化少数特殊基因转录的,发生
迅速; 次级反应:初级反应产物再活化其它基因产生延迟的 放大作用。 ●一氧化氮介导的信号通路
主讲人:李兵 囤景鑫
细胞内受体的信号转导机理 (A)细胞内受体蛋白作用模型 (B)几种胞内受体蛋白超家族成员
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