第2章 信号传导-调节和异常.ppt

基本内容 绪论 细胞信号传导调节 信息传递途径间的交互联系 信号转导异常的机制 信号传导与疾病 第一节 细胞信号传导调节 The Regulation of Signal Transduction 一、信号传导存在从简单到复杂的进化过程 化学信号通讯是生物适应环境不断变异、进化的结果。 多细胞生物细胞间的联系 无论是激素还是细胞因子，在高等动物体内的作用方式都具有网络调节特点。 这种网络式调节体现在： 网络调节使得机体内的细胞因子或激素的作用都具有一定程度的冗余和代偿性，单一缺陷不会导致对机体的严重损害。 二、信号分子结构、含量和分布变化是信号传导网络工作的基础 膜受体介导的信号向细胞内，尤其是细胞核的转导过程需要多种分子参与，形成复杂的信号传导网络系统。 构成这一网络系统的是一些蛋白质分子（信号传导分子，signal transducer）和小分子活性物质（第二信使，second messenger）。 在细胞中，各种信号传导分子相互识别、相互作用将信号进行转换和传递，构成信号传导通路（signal transduction pathway）。 不同的信号传导通路之间发生交叉调控（crosstalking），形成复杂的信号传导网络（signal transduction network）系统 。 细胞在转导信号过程中所采用的基本方式包括： （二）蛋白质分子的构象改变是信号传导的基础 蛋白质分子作为信号传导分子转换和传递信号的原理是发生构象变化。 引起信号传导分子发生构象变化的因素有3种： 细胞内信号传导分子含量变化定位变化是信号传导调节的重要方式 含量变化 定位变化 细胞质的分子转位至细胞膜 向细胞核或其它细胞器的转位 例如：受体调节 1.受体数量的调节 向下调节：受体数量减少 向上调节：受体数量增多 机制：? 受体合成速度/分解速度变化 ? 膜受体介导内吞与受体再循环 ? 受体位移或活性部位暴露 配体与受体之间还存在异源性调节 四、信号传导的终止 信号消除的重要性不亚于信号的产生 因为信号的累积或长期作用对正常细胞均是有害无益。 在信号传导过程中，多种信号传导分子被反复使用，所以被激活后的信号传导分子要迅速恢复原来的状态，以便接受下一次信号刺激。 　　 信号终止 信号终止可发生在信号传导中的各个环节 信息分子很快被降解或重吸收 受体被内吞而失去作用 G蛋白结合的GTP被水解成GDP失活 被蛋白激酶磷酸化的转导蛋白可在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化失活 第二信使被降解 信号终止障碍可导致疾病的发生 第二节 细胞信号传导网络的结构基础 The Structural Basis of Signal Transduction Network 一、信号传导复合体极具特征 细胞中的各种蛋白分子不是独立的，而是聚集在一起形成蛋白质复合体，共同完成各种生命活动。 （一）信号传导复合体保证信号传导的高效、精确和多样性 生物利用蛋白质复合物系统完成信号传导功能的优势是： （二）信号传导复合体存在于膜性结构和细胞骨架 不同的信号复合体在细胞膜上都有特殊的存在区域，大部分细胞内信号传导复合体都存在于膜性或细胞骨架结构上，处于一个相对固定的位置和状态。 细胞组织信号传导复合体的这种方式反映了信号传导过程的进化和演变。 信号传导复合体存在膜性或细胞骨架结构上的优点是： （三）蛋白复合体的成分随外源信号动态变化 信号传导分子复合体的成分及形成随着细胞外信号在发生动态变化。 意义：一方面保证信号的及时终止，另一方面还有助于细胞有效重复利用各种信号传导分子。 二、蛋白质相互作用结构域是形成复合物的基础 信号传导通路形成要求信号传导分子之间可特异性地相互识别和结合，即蛋白质-蛋白质相互作用，这是由信号传导分子中存在的一些特殊结构域介导的。这些结构域被称为蛋白相互作用结构域（protein interaction domain）。 蛋白相互作用结构域有如下特点 ： 在细胞信号传导过程中，信号迅速发生并迅速终止，反应过程具有级联放大效应。 细胞内的信号传导系统具有通用性；细胞内一些信号传导分子和信号传导通路需要为不同的受体所共用，但是各种细胞又有其特殊的方式严格控制信号传导的特异性流向。 影响细胞可以对外源信息做出特异性反应的因素包括：细胞间信息分子的浓度、相应受体的分布与含量、细胞内信号传导分子的种类和含量等。 不同组织可以以不同的方式使用同一信号传导分子，但是相互作用的分子可以不同，蛋白激酶的底物也可能不一样，从而导致输出信号的差别。 第四节 信号转导异常的机制 The mechanism of signaling disorder 一