• 连接子两端分别嵌入两个相邻 的细胞，由6个相同或相似的跨 膜蛋白亚单位环绕而成，直径 8nm，中心形成一个直径约 1.5nm的亲水性孔道。
连 接 子
连 接 子
• 为一个多基因家庭，现已发现24个成员。
• 根据分子量命名。 – 例如，Cx26即分子量为26kDa的连接子。 • 在肿瘤生长和创伤愈合等过程中都观察到某些类 型连接子表达的变化。因此，连接子可能对细胞 的生长、分化、定位及细胞形态的维持具有重要 意义。
细胞信号转导进展
内
• • • • • • • • • 绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
容
细胞信号分子 蛋白质的可逆磷酸化 离子通道 核受体的作用机制 G蛋白介导的信号转导 第二信使——cAMP与cGMP 第二信使——IP3, DAG与Ca2+ 酪氨酸蛋白激酶途径 » Ras-Raf-MAPK 信号途径 » PI3K/Akt 信号途径 » JAK/Stat 信号途径 • 第九章 TGF-β/SMAD信号途径 • 第十章 细胞凋亡信号途径 • 第十一章 Wnt信号途径 • 第十二章 Hedgehog/Notch 途径
细胞通讯方式
接触性依赖的通讯： 细胞
间直接接触，信号分子与受体
都是细胞的跨膜蛋白
间隙连接实现代谢耦联或电
耦联
分泌化学信号进行通讯
• 特异性 • 作用复杂性 • 时间效应不同
第一章 胞间信号
细胞连接 细胞通讯方式 细胞信息及传递方式
细胞信息传递方式
• 通过相邻细胞的直接接触—通讯连接。 • 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细 胞的代谢和功能—细胞识别(cell recognition)。
细胞间信号分子分类
• 根据化学本质：
– 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、 胰岛素等） – 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、 肾上腺素等） – 类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） – 脂类衍生物（如前列腺素） – 气体分子（如一氧化氮、一氧化碳等）
细胞间信号分子分类
根据细胞分泌和传递信息物质的方式：
化学信号分类(I)
根据其溶解性分类
• 脂溶性化学信号: 脂溶性化学信号可以通过膜脂 双层结构进 入胞内，其受体位于胞浆或胞核内。 • 水溶性化学信号: 水溶性化学信号不能进入细胞， 其受体位于细胞外表面。 • 所有的化学信号都必须通过与受体结合方可发挥 作用.
化学信号分类(II)-化学通讯
根据分子作用的距离分类
神经递质
激素
局部化学介质
气体信号
细胞内信号分子
• 在细胞内传递特定调控信号的化学物质
称为细胞内信号分子(intracellular signal
molecules) 。
• 细胞内信号分子主要包括：第二信使、 第三信使、信号转导蛋白或酶等。
第二信使
• 在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二信使
细胞连接
Basement membrane
第一章 胞间信号
细胞连接 细胞通讯方式 细胞信息传递方式
细胞通讯 (cell communication)
一个细胞发出的信息通过介质传递到另 一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对 于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调 细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化
使(third messenger) ，又称为DNA结合蛋白。
• 是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能
调节基因的转录。如立早基因(immediateearly gene)的编码蛋白质 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ号转导蛋白或酶
细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质或酶分 子，常与其他蛋白质或酶构成复合体以传递信息。包 括： G蛋白及其调节蛋白，如GEF、GAP等
信号连接蛋白(adapter)，如SOS，GRB2等
具 有 酪 氨 酸 激 酶 活 性 的 胰 岛 素 受 体 底 物 -1/2 （IRS1/2）
各种蛋白激酶和蛋白磷酸酶等
The End
细胞间的接触通讯
细胞通讯方式
间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯
化学通讯
• 细胞可以分泌一些化学物质－蛋白质或小分子 有机化合物至细胞外，这些化学物质作为化学 信号(chemical signals)作用于其它的细胞(靶细 胞)，调节其功能，这种通讯方式称为化学通 讯。 • 化学通讯是间接的细胞通讯，即细胞间的相互 联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化 学信号为介质来介导的。
和凋亡是必须的。
细胞通讯方式
间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯
间隙连接
• • gap junction 分布：脊椎动物 除骨骼肌细胞及 循环血细胞外的 细胞之间。
间隙连接的结构特点
• 在连接处相邻细胞间有2～4nm 的缝隙，在间隙与两层质膜中 有大量蛋白质颗粒，是构成间 隙连接的基本单位，称连接子 （connexon）。
(secondary messenger) • 第二信使主要包括： ① 环核苷酸类：如cAMP和cGMP ② 脂类衍生物：如甘油二酯（DAG）；神经酰胺，花生 四烯酸 ③ 无机物：如Ca2+、NO ④ 糖类衍生物： 1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）
第三信使
• 负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信
• 内分泌(endocrine)信号 由内分泌器官分泌的化学信号， 并随血流作用于全身靶器官。 • 旁分泌(paracrine)信号 以细胞因子为主，主要作用于局 部的细胞，作用距离以毫米计算。 • 自分泌(autocrine)信号 作用于细胞自身，作用距离在 100nm以内。 • 化学突触 (synapse)
细胞信号
• 物理信号：电、光、磁
• 生物大分子的结构信号： 蛋白质、多糖、核酸的结构信息 • 化学信号：
–细胞间通讯的信号分子：激素、神经递质与神经肽、 局部化学介导因子、抗体、淋巴因子。 –细胞内通讯的信号分子：cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DAG，NO。
细胞间信号分子
• Extracellular signal molecules： 凡是由细胞分泌的、能够调节特定 的靶细胞生理活动的化学物质都称为细 胞间信号分子，或第一信使。
间隙连接的功能
代谢偶联：分子量为1500Da以下的水溶性小分子代 谢物和信号分子可通过连接子的亲水性通道 (1.5nm)，由一个细胞进入相邻的另一个细胞，从 而快速和可逆地促进相邻细胞对外界信号的协同反 应。 电偶联：无须依赖神经递质或信息物质即可将一些 细胞的电兴奋活动传递到相邻的细胞。 参与细胞分化：胚胎发育的早期，细胞间通过间隙 连接相互协调发育和分化。
T细胞与APC间的接触通讯
• Professional APCs： – 树突状细胞(dendritic cells) – 巨噬细胞(macrophage) – B-cells • APCs通过吞噬作用或受体介 导的胞吞作用内化抗原，抗原 片段通过与组织相容性抗原 (major histocompatibility complex, MHC) 的结合被提呈 至APCs表面，T细胞通过与抗 原-MHCII复合物结合而被激 活。
第一章 细胞信号分子
细胞连接 细胞通讯方式 细胞信息传递方式
细胞连接
在相邻细胞表面形成的连接结构，以 加强细胞间的机械联系和组织的牢固性， 同时协助细胞间的代谢活动，这些结构称 为细胞连接(cell junction)。
细胞连接的种类
种 类 封闭连接 连接肌动蛋白 锚定连接 连接中间纤维 通讯连接 名 称 紧密连接 黏着带 黏着斑 桥粒 半桥粒 间隙连接 化学突触
细胞通讯方式
间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯
膜表面分子接触通讯
• 细胞有众多的分子分布于膜的外表面。这些分子或为蛋白 质，或为糖蛋白。这些表面分子作为细胞的触角，可以与 相邻细胞的膜表面分子特异性地相互识别和相互作用，以 达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分 子接触通讯。 • 膜表面分子接触通讯也属于细胞间的直接通讯，最为典型 的例子是T淋巴细胞与抗原提呈细胞(antigen presenting cells, APC)的相互作用。