三、免疫组化信号转导.ppt

《三、免疫组化信号转导.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三、免疫组化信号转导.ppt（46页珍藏版）》请在一课资料网上搜索。

1、3. 细胞信号传递,3.1 细胞信号分子及其受体3.2 G蛋白偶联受体介导的信号转递途径3.3 酶偶联受体介导的信号转递途径,3.1 细胞信号分子及其受体,一、细胞间和细胞内的信号分子（一）细胞间的信号分子 1、定义： 由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质。 2、分类根据其作用距离范围，分三大类： （1）内分泌(endocrine) ：信号分子通过血液系统运输到靶位点作用距离最远，例：激素(hormone)。 （2）旁分泌(paracrine)系统的化学信号：细胞因子，作用于周围细胞（m），例：细胞因子 （3）自分泌(autocrine)：作用于自身，例：生长因子,（二）细胞内的信号分子,

2、1、定义： 在细胞内传递细胞调控信号的化学物质。 2、第二信使： 在细胞内传递信息的小分子化合物包括：Ca2+、DAG、IP3、 cAMP、cGMP等。,二、信号分子受体的类型,（一）受体的定义 细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，进 而引起生物学效应的特殊蛋白或糖脂，称受体(receptor) 。配体(ligand)能与受体呈特异结合的生物活性分子。,细胞表面受体（膜受体）,胞内受体（核受体）,（二）分类,1、细胞表面受体,G蛋白偶联受体 ：七个跨膜螺旋受体,酶偶联受体 ：单个跨膜螺旋受体，TPK受体,离子通道受体：NMDA受体,2、胞内受体,疏水性强的信号分子：类固醇激素,三

3、、细胞内信号传递途径的共同特征,1、受体接受信号，通过胞内信号蛋白中继与传递 ，调节基因表达，改变细胞行为。主要是G蛋白偶联受体和酶偶联受体介导的途径主要是通过蛋白磷酸化级联反应传递信号。蛋白磷酸化由蛋白激酶（Ser/Thr激酶和Tyr激酶）催化2、信号必须通过整合，才能引发生物效应。,四、信号分子NO,NO是在NO合成酶催化下，由Arg脱氨基产生的。是胞外气体信号分子，分子小，疏水性强，易于通过扩散进入胞内调节靶蛋白的活性局部作用，寿命短例：硝酸甘油治疗心绞痛机制硝酸甘油产生NO，使心肌舒张，增加血流量CO也是类似的气体信号分子?。,3.2 G蛋白偶联受体介导的信号传递途径,一、G蛋白偶联受

4、体和G蛋白（一） G蛋白偶联受体由单一肽链组成的，具有七个跨膜的螺旋N端：位于胞外，配体结合结构域C端：位于胞内，含多个Ser/Thr磷酸化位点，与受体脱敏有关C3环：胞内第五和第六跨膜螺旋之间的环型肽段，G蛋白结合 位点，配体与受体结合后，通过C3结合并活化G蛋白。,（二）G蛋白,1、 G蛋白的特点G蛋白GTP结合蛋白(GTP bingding protein,G protein)是一类和GDP或GTP结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白由三个亚基组成：、两种构象： 活化型(GTP)、非活化型(GDP)效应酶：腺苷酸环化酶（AC）；磷脂酶C（PLC）等低分子量G蛋白(small G protei

5、n)：小G蛋白：Ras蛋白,2、G蛋白的种类 ： 分为3个家族，见下图：,G蛋白介导的主要信号转导途径,cAMP-蛋白激酶A（PKA）途径,Ca2+-依赖性蛋白激酶途径,一、cAMP-蛋白激酶A途径,效应分子：腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC),作用的靶蛋白：蛋白激酶A（PKA）：cAMP依赖性蛋白激酶,第二信使： cAMP,1、cAMP的合成与分解,ATP,cAMP,5-AMP,AC,磷酸二脂酶,H：胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素,H+R,H+RR激活Gs被激活激活腺苷酸环化酶cAMP,2、cAMP的作用机制cAMP通过激活cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）系统来

6、实现的,3、PKA的作用PKA为四聚体组成的别构酶（C2R2）4分子cAMP与两个调节亚基结合后，调节亚基脱落，游离的催化亚基具有蛋白激酶活性PKA激活需Mg2+,cAMP- PKA传递途径,二、Ca2+-依赖性蛋白激酶途径,（一）Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径,效应分子：磷脂酶C(phospholipase C,PLC),靶蛋白：蛋白激酶C（PKC） ：DAG、PIP3、Ca2+作用的靶分子,第二信使：甘油二酯(DAG)、IP3、Ca2+,Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径,1、IP3和DAG的生物合成和功能,（1）生物合成 H+RR激活Gq被激活激活PLC- IP3+DAG H：促甲状腺素

7、释放激素、去甲肾上腺素、抗利尿激素,（2）功能 IP3使钙库中的Ca2+ 释放，升高胞浆中的Ca2+ Ca2+与PKC结合并聚集至质膜，在DAG和膜磷脂共同的诱导下， PKC被激活,质膜上的DAG+磷脂酰丝氨酸+Ca2+ 激活PKC,2、PKC的生理功能（1）对代谢的调节作用 Ser/Thr残基磷酸化 靶蛋白：质膜受体、膜蛋白和多种酶（2）对基因表达的调节作用 早期反应、晚期反应,（二）Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径,CaM为钙结合蛋白 4个Ca2+结合位点Ca2+-CaM激酶的底物谱广泛Ser/Thr残基磷酸化激活AC、磷酸二脂酶调节PKA,3.3 酶偶联受体介导的信号转递途径,受体T

8、yr激酶（RTK）,受体Ser/Thr激酶,受体鸟苷酸环化酶,结合Tyr激酶的受体,受体Tyr磷酸酶,一、受体Tyr激酶,（一）类型RTK是绝大多数生长因子的受体根据结构特征，分为6类,表皮生长因子受体（EGFR）,血小板衍生生长因子受体（PDGFR）,神经生长因子受体（NGFR）,成纤维生长因子受体,胰岛素与类胰岛素表皮生长因子-1受体,血管内皮生长因子受体,（二）RTK的结构,胞外结构域（N端）：含有生长因子结合位点,胞外结构域（C端）：有Tyr激酶的活性,跨膜区：一个螺旋组成,RTK结构,（三）RTK的靶蛋白,与RTK胞质结构域相结合的靶蛋白分两大类：1、接头蛋白(adapter pro

9、tein)： 如生长因子受体结合蛋白（GRB-2），它本身无信号作用，连接 活化的RTK与其他信号蛋白。2、参与信号传递的酶蛋白： 如GAP、PI3K、PLC-、Src蛋白等。,二、 SH2和SH3结构域,RTK的靶蛋白的两个高度保守的结构域：SH2和SH3结构域SH2和SH3结构域：因与Src蛋白的结构域同源而得名。SH2：约100AA，可识别、结合并活化RTK的P-Tyr，及其他含有P-Tyr 的信号蛋白SH3：约50AA，在信号转导途径中介导蛋白质之间的相互作用Src蛋白：c-src基因表达的膜蛋白，有TPK活性。v-src：Rous肉瘤病毒(sarcoma virus)携带的癌基因。S

10、rc蛋白是RTK的靶蛋白，它有3个重要的结构域SH1(Src homology region)：TK结构域SH2：可识别和结合RTKSH3：在信号转导途径中介导蛋白质之间的相互作用。,三、Ras蛋白,Ras蛋白： ras癌基因的产物因发现于大鼠肉瘤(Rat sarcoma)而得名。小G蛋白： Ras蛋白因与G蛋白的结构和功能相似，但比G蛋白小，是单一肽链 又称小G蛋白,相同点：结构和功能相似， GTP/GDP转换；GTPase活性,不同点：比G蛋白小，是单一肽链；受酪氨酸蛋白激酶调节，GTP/GDP 转换需蛋白中介：接头蛋白(GRB2)和Sos、GTP酶活化蛋白 (GAP)，鸟苷酸交换因子（G

11、EF）。,三种类型H-ras、K-ras、 N-ras Harrey和Kirfen鼠肉瘤病毒上发现，称H-ras、K-ras，人神经母 细胞瘤上发现N-ras。,四、MAP激酶,活化的RAS蛋白可以激活其下游的一个Ser/Thr激酶级联系统，发挥生物效应。此Ser/Thr激酶级联系统由如下相关蛋白组成：1、Raf蛋白（MAPKKK）： 与RAS蛋白结合而活化（也可被PKC活化），具Ser/Thr激酶活性， 能磷酸化并激活MEK。2、MEK蛋白（MAPKK）： 具Thr/Tyr激酶活性，能磷酸化并激活MAPK。3、MAP激酶（促分裂原活化蛋白激酶mitogen-activated protein

12、 kinase， MAPK）： 具Ser/Thr激酶活性，被活化后能磷酸化多种靶蛋白，或直接进入 核内磷酸化转录因子发挥作用。4、MAPK的靶蛋白： 包括许多与细胞周期和细胞分化相关蛋白。,五、RTK-RAS-MAPK信号传递途径,GFRTK 接头蛋白（Grb2）Sos蛋白（GEF） Ras蛋白Raf蛋白MEK MAPK 靶蛋白,RTK-RAS-MAPK信号传递途径,六、其他酶偶联受体,1、受体鸟苷酸环化酶 例：心钠素（ANP）受体 ANP R GTP cGMP PKG2、受体Tyr磷酸酶 存在与质膜表面，兼有受体和Tyr磷酸酶活性。 例：CD453、受体Ser/Thr激酶 仅有一种：转化生长

13、因子- （TGF- ）4、结合Tyr激酶的受体 本身没有催化活性，通过结合并活化Tyr激酶，发挥作用。 例：EPO受体,G蛋白偶联受体,G蛋白,PKA,霍乱毒素：抑制s亚基GTP酶活性百日咳毒素:抑制i亚基结合GTP,Ras蛋白,Activation of Ras following binding of a hormone (e.g., EFG) to a receptor tyrosine kinase (RTK)Sos: Son of sevenlessGRB2: Growth factor receptor -bound protein,Binding of SH2-containing intracellular signalingproteins to an activated PDGF receptor,PDGF: platelet-derived growth factor,SH2 domain,