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高级动物生理学 3专题三细胞的跨膜信号传导与、瘦蛋白的信号传导功能

胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别
特 征 内吞泡的大小 小于 150nm 大于 250nm。 转运方式 连续发生的过程 需受体介导的 信号触发过程 内吞泡形成机制 需要笼形蛋白形成包被 及接合素蛋白连接 吞噬作用 需要微丝及其结合蛋白的参 与
胞饮作用
Advances in Animal physiology
三、胞吞作用(endocytosis)与胞吐作用(exocytosis)
(2)受体介导的内吞作用及包被的组装 (3)胞内体(endosome)及其分选作用
Байду номын сангаас
2.胞吐作用
(1) 组成型的外排途径(constitutive exocytosis pathway) 所有真核细胞连续分泌过程用于质膜更新(膜脂、膜蛋白、胞外基质组 分、 营养或信号分子),除某些有特殊标志的驻留蛋白和调节的分泌 泡外,其余蛋白的转运途径:粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表 面; (2)调节型外排途径(regulated exocytosis pathway) 特化的分泌细胞储存——刺激——释放产生的分泌物(如激素、粘液或 消化酶)具有共同的分选机制,分选信号存在于蛋白本身,分选主要由 高尔基体TGN上的受体类蛋白来决定;
围的肌肉过度增长,从而导致功能异常和疾病。 “血管生成素-1水平及其
受体TIE2磷酸化的程度是非家族性肺动脉高压患者疾病严重程度的敏感分 子指标。” “将来研究人员可能会开发出阻断这些基因的药物来治疗或预 防肺动脉高压。”
心血管疾病——胆固醇合成缺陷导致Hedgehog信号接收失败
Michael Cooper and colleagues的新研究表明对Hh的信号反应能力缺陷才是导

(三)信号的归宿
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(四)信号传导与疾病
1.肿瘤 肿瘤的一个基本特征是细胞分裂的失控。多数肿瘤基因实 际上是失去了正常调节机制的与细胞分裂信号传导相关的基因, 包括生长因子基因,生长因子受体基因,生长因子在细胞信号传 导中的信号蛋白以及生长因子诱导下早期表达的转录因子的基因。 2.细菌性致病性 病原细菌要附着在寄主细胞外或进入细胞内生 长和繁殖,就必须避开或破坏寄主的防卫系统。 3.药物设计的新途径 随着研究的深入,发现许多疾病是由寄主 某局部的信号传导的失常引起,找到了与这种失常相关的信号蛋 白,甚至蛋白某局部的氨基酸序列,这样就使药物设计筛选减少 了盲目性。
1. 细胞间信号传导的共同特点 ①特异性;②复杂性;③不同化学信号的时间 效应各异;④水溶性及脂溶性的胞间信号分子 作用的差异性 ;


2.细胞内信号传导的基本特点
级联反应:①细胞膜信号接受系统;②介导细胞内信号 传导的效应蛋白;③第二信使物质;④细胞工作装置;
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二、主动运输(active transport)
1. 特点:运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白
2. 类型:三种基本类型
(1)由ATP直接提供能量的主动运输—
a. 钠钾泵
b. 钙泵(Ca2+-ATP酶) c. 质子泵:P-型质子泵、V-型质子泵、H+-ATP酶
a.通过质膜结合分子的直接接触型:识别与粘合 b.通过间隙连接直接联系型:间隙连接 c.通过分泌化学物质的间接联系型:分泌化学信号物质

胞内信号传导 异源三聚体G蛋白的广泛效应;第二信使物质激活A激酶、 G激酶、C激酶和CαM激酶等;酪氨酸激酶相关受体激活 MAPK、JAK—STAT和LPCγ等信号传导途径;类固醇激 素等疏水性配体可进入细胞内与受体结合直接改变基因转 录;信号传导途径间还存在crosstalk。
3.细胞内信号传导的多样性
①同一配体作用于不同受体
②三聚体G蛋白信号传导作用的多样性:分散、会聚、选
择性传导
③第二信使物质的不同作用 ④蛋白激酶对受体和离子通道的磷酸化 ⑤三聚体G蛋白途径与酪氨酸激酶途径的交互作用
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(二)信号传导的途径

胞间(跨膜)信号传导:
一、被动运输(passive transport)
1. 特点:运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白 2. 类型:简单扩散(simple diffusion) 协助扩散(facilitated diffusion) 3. 膜转运蛋白: (1)载体蛋白(carrier proteins)——通透酶 (permease)性质; 介导 被动运输与主动运输。 (2)通道蛋白(channel proteins)——具有离子选择性,转运速率高; 离子通道是门控的,只介导被动运输;类型:电压门通道(voltage-gated channel)、配体门通道(ligand-gated channel)、压力激活通道(stressactivated channel)。
(cGMP)、钙离子(Ca2+)、肌醇三磷酸(IP3)及甘油二脂(DG)、 质子(H+)、花生四烯酸等
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(一)细胞信号与细胞信号传导


2. 细胞信号传导概念的提出
1957年Sutherland提出cAMP第二信使学说——拉开胞间激 素信使向胞内信使传导过程研究的序幕 1977年由Pfeiffer分离出G蛋白 1978年Rasmussen在Ca2+受体蛋白——钙调素的发现及其功 能的研究基础上,提出了Ca2+第二信使学说 细胞信号传导概念的提出:徐宁志(1998):信号从细胞外 通过膜到达细胞核的过程。
究目标,被形象地称为“细胞社会关系学”,近年来已
成为生命科学领域的研究热点之一。
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一、概述 (一)细胞信号与细胞信号传导

1. 信号(cell signal)的概念及分类 概念:细胞通过重新组织自身结构、调节蛋白质 活性和改变基因表达模式来对环境变化的刺激做 出反应,这种作用于细胞的刺激称为细胞信号 (signal)。 分类:按照信号的自然性质可分为物理信号、化 学信号和生物学信号,其中化学信号又分为 :① 胞间通讯的信号分子(含氮类、类固醇类等) ; ② 胞内通讯的信号分子:环腺苷酸(cAMP)、环鸟苷酸
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a.通过分泌化学物质的间接联系型
b.通过质膜结合分子的直接接触型
c.通过间隙连接直接联系型
胞间(跨膜)信号传导
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三、几种主要的信号传导途径

(一)丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)介导的信号传导 途径
四、信号传导的调控
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细胞信号传导是所有活生物体具有的一种十分重要的生 理功能。细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受细胞外信 息分子的刺激,经复杂的细胞内信号传导系统的转换而 影响其生物学功能,这一过程称为细胞信号传导。

细胞信号传导以细胞内生物大分子之间的相互作用为研
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心血官病研究——广东省心血管病研究所余细勇:信号转导的调控与心 血管分子药理学研究——信号转导系统中的治疗靶点
以信号转导系统为靶点进行药物治疗的总战略有两点:激活正 常的信号通路和抑制异常的信号通路。
根据靶点的性质,可分为五类靶点:
1.构象靶点。突变使一些信号蛋白丧失了正常的构象,功能也因此发生改变,最典型 的例子是Ras蛋白和P53蛋白。 2.配基-受体结合靶点。信号转导始于携带生物信息的配体与受体的结合,因此它们 结合的拮抗剂将会有效抑制细胞的增殖。 3.蛋白质-蛋白质相互作用靶点。信号转导的过程也就是信号从一个载体向另一个载 体传递时,从一种形式转化为另一种形式的过程,在这个过程中,蛋白质是主要的信 号载体。 4.酶靶点。细胞信号转导主要是一个多酶级联反应过程,许多次级信号分子都是酶反 应产物,因此干扰信号通路中酶的活性必然影响信号转导,这也是目前药物作用于信 号转导系统的主要靶点。 5.基因靶点。基因治疗包括基因的修复、替换和基因表达产物的补充或阻遏,其中基 因药物和基因预防是一种值得发展的新方向。
(3) 膜流:动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的; (4) 囊泡与靶膜的识别与融合
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细胞信号传导及其调控
cell signal transduction and adaption
前言
一、概述
二、信号传导的特征及途径
三、几种主要的信号传导途径
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专题三 细胞的跨膜信号传导与
瘦蛋白的信号传导功能
物质的跨膜运输 细胞信号传导及其调控 G蛋白介导的跨膜信号传导
瘦蛋白的信号传导功能
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物质的跨膜运输
物质的跨膜运输—细胞维持正常生命活动的基础之一
信号转导蛋白的基因突变与疾病的关系是目前的研究热点之一。
心血管疾病——肺动脉高压与信号传导通路缺陷有关
2003年2月6日出版的《英格兰医学杂志》报道,加州大学圣迭戈分校的 Patricia A.Thistlethwaite博士等: “血管生成素-1基因过度表达可能会使 BMPR2的姊妹基因BMPR1下调。”这种BMPR的下降会引起肺内小血管周
(2)协同运输(cotransport)
由Na+-K+泵(或H+-泵)与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP 所完成的主动运输方式 (3)物质的跨膜转运与膜电位
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