14.1 信号转导的分子机制

细胞信号转导(cellular signal transduction)指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。

一、信号分子

1.信号分子:分为激素、神经递质、生长因子、细胞因子、无机物

2.信号分子的传递方式:

    内分泌:经血液运输至全身各处发挥作用,绝大部分激素以这种方式传递

    旁分泌:信号分子经细胞间液扩散,作用于邻近的靶细胞。多数生长因子和细胞因子以此方式传递。

    自分泌:释放信号的细胞接收自己释放的信号,不少生长因子以这种方式传递信号。

二、受体

1.受体的种类

    细胞膜受体:这类受体的配体分子一般不能通过细胞膜,其信息传递方式是配体与膜受体的细胞外侧部分结合,引起细胞内侧某性酶活性的变化或离子浓度的变化。常见的有离子通道受体、G蛋白偶联受体、单跨膜受体。其中最重要的是G蛋白偶联受体,是一个7次跨膜的受体。多数神经递质受体和激素受体都属此类。

    细胞内受体:细胞内的受体多数分部在细胞核,这类细胞的配体能通过细胞膜,进入细胞后与胞内受体结合,识别特定的DNA序列,因此细胞内受体多数是一些转录因子。类固醇激素、甲状腺激素和维生素D等以此方式传递。

2.受体作用特点

    高度的亲和力,高度专一性,可逆性,可饱和性,特定的作用模式。

三、G蛋白

G蛋白是一类与GTPGDP结合、具有GTP酶活性的位于细胞膜胞质面的膜蛋白,其活性状态取决于结合的是GTP还是GDP。当与GTP结合时,G蛋白具有活性;与GDP结合时不具活性。具有活性的G蛋白能激发细胞内信号转导系统的其他成分。G蛋白可分为两类,一类是作为细胞外信号转导体的三聚体GTP-结合蛋白,一类是在细胞内信号间起作用的单体GTP-结合蛋白(也称单体GTP)。一般将三聚体GTP-结合蛋白简称为G蛋白,由三个不同的亚基组成,分别是α亚基、β亚基、γ亚基。

四、信号转导途径

1.环核苷酸信号转导途径

作为第二信使的环核苷酸有cAMPcGMP

其传递途径以cAMP为例,cGMP与之类似。

信号分子-->受体-->G蛋白-->腺苷酸环化酶(AC)-->cAMP-->蛋白激酶A(PKA)-->效应蛋白-->生物学效应

2.脂类衍生物信号转导途径

此途径以甘油二酯(DAG)和三磷酸肌醇(IP3)为第二信使

信号分子-->膜受体-->DAG/IP3-->蛋白激酶C(PKC)-->底物蛋白

3.Ca2+信号转导途径

以钙离子为第二信使

电信号或化学信号-->钙通道-->胞浆钙离子变化-->CaM-->CaM-PK-->底物蛋白