細胞信號傳導(dǎo)通路

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1、細胞信號傳導(dǎo)通路1.信息傳導(dǎo)通路的基本組成人體細胞之間的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)可通過相鄰細胞的直接接觸來實現(xiàn)，但更重要的也是更為普遍的則是通過細胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)自身和其他細胞的代謝和功能，因此在人體中，信息傳導(dǎo)通路通常是由分泌釋放信息物質(zhì)的特定細胞、信息物質(zhì)（包含細胞間與細胞內(nèi)的信息物質(zhì)和運載體、運輸路徑等）以及靶細胞（包含特異受體等）等構(gòu)成。傳導(dǎo)通路示意圖2.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本步驟信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通常包括以下步驟：特定的細胞釋放信息物質(zhì)→信息物質(zhì)經(jīng)擴散或血循環(huán)到達靶細胞→與靶細胞的受體特異性結(jié)合→受體對信號進行轉(zhuǎn)換并啟動細胞內(nèi)信使系統(tǒng)→靶細胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)【

2、1】。通過這一系列的過程，生物體對外界刺激作出反應(yīng)。3.信息物質(zhì)及其分類信息物質(zhì)可分為細胞間信息物質(zhì)與細胞內(nèi)信息分子。凡由細胞分泌的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱為細胞間信息物質(zhì)，即第一信使，按照細胞分泌信息物質(zhì)的方式又可將細胞間信息物質(zhì)分為神經(jīng)遞質(zhì)、內(nèi)分泌激素、局部化學(xué)介質(zhì)和氣體信號分子。在細胞內(nèi)傳遞細胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)稱為細胞內(nèi)信息物質(zhì)，其組成多樣化。通常將Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代謝物等這類在細胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物稱為第二信使。責(zé)細胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)稱為第三信使，能與靶基因特異序

3、列結(jié)合，發(fā)揮著轉(zhuǎn)錄因子或轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的作用。研究發(fā)現(xiàn)一些信息物質(zhì)能與位于分泌細胞自身的受體結(jié)合而起調(diào)節(jié)作用，稱為自分泌信號。如肝癌細胞能分泌多種血管生成因子，其中VEGF是目前發(fā)現(xiàn)的刺激腫瘤血管形成最重要的促進因子，研究表示，腫瘤細胞分泌的VEGF除選擇性作用于腫瘤血管內(nèi)皮細胞上的特異性VEGF受體（Flt-1和KDR），通過酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控內(nèi)皮細胞分化和血管形成外，腫瘤細胞自身也有VEGF受體的表達，而且針對VEGF及其受體的干預(yù)措施可以改變這些腫瘤細胞的體外增殖活性和其他生物學(xué)特征，這些研究表示腫瘤中存在VEGF的自分泌機制

4、【2】。自分泌所產(chǎn)生的信息物質(zhì)也具有其獨特而重要的生理功能。4.受體分類及與受體相關(guān)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑受體是細胞膜上或細胞內(nèi)能識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，他能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細胞內(nèi)部，進而引起生物學(xué)效應(yīng)。存在于細胞質(zhì)膜上的受體稱為膜受體，化學(xué)本質(zhì)絕大部分是糖鑲嵌蛋白；位于胞液和細胞核中的受體稱為胞內(nèi)受體，它們?nèi)繛镈NA結(jié)合蛋白。4.1?膜受體（一）?環(huán)狀受體?????指配體依賴性離子通道。神經(jīng)遞質(zhì)與這類受體結(jié)合后，可使離子通道打開或關(guān)閉，從而改變膜的通透性。受體在神經(jīng)沖動的快速傳遞中發(fā)揮重要作用，參與快速而精確的神

5、經(jīng)反射調(diào)節(jié)。（二）?G蛋白耦聯(lián)受體????G蛋白耦聯(lián)受體及其所介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在人體中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。1）?G蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)及分類G蛋白耦聯(lián)受體（GPCRs），又稱七個α螺旋跨膜蛋白受體，是體內(nèi)最大的蛋白質(zhì)超家族，迄今已報道了近2000種不同的GPCRs【3】。該類受體對多種激素和神經(jīng)遞質(zhì)作出應(yīng)答，配體主要包括生物胺、感覺刺激（如光和氣味等）、脂類衍生物、肽類、糖蛋白、核苷酸、離子和蛋白酶等。GPCRs因能結(jié)合和調(diào)節(jié)G蛋白活性而得名。大多數(shù)的GPCRs的確是通過G蛋白來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的信號傳遞，但也有研究發(fā)現(xiàn)有些GPCRs通過酪氨酸激

6、酶、Src、Stat3等途徑來傳遞信息，與細胞增殖、細胞轉(zhuǎn)化有關(guān)【4】。GPCRs的肽鏈由N末端，7個跨膜α螺旋（TM1→TM7），C末端，3個胞外環(huán)（ECL1→ECL3）及3～4個胞內(nèi)環(huán)（ICL1→ICL4）組成。N端在胞外，C端在胞內(nèi)，7個跨膜的α螺旋反復(fù)穿過細胞膜的脂雙層，每個TM由20～27個疏水氨基酸組成，N端有7～595個氨基酸殘基，C端有12～359個氨基酸殘基，ECL、ICL各有5～230個氨基酸殘基【3】。至于GPCRs高分辨率的空間結(jié)構(gòu)目前尚未闡明。按G蛋白耦聯(lián)受體一級結(jié)構(gòu)的同源性，將GPCRs主要分為A、B、C3族【5】

7、。三族的GPCRs都具有各自的結(jié)構(gòu)特征，而結(jié)構(gòu)的特異性也就決定了功能上的獨特性，各族受體都具有各自特有的配體群。一般認為GPCRs功能是通過其單體而實現(xiàn)的，近年的研究表明GPCRs存在二聚體及多聚體形式，特別對二聚體的研究得到廣泛關(guān)注。兩個單體可能是共價連接（例如二硫鍵）也可能是非共價連接（例如跨膜螺旋的疏水作用力），或者兩者兼而有之。近來，人們對GPCRs的二聚化功能研究取得了一定的進展，主要有以下方面：①二聚化對受體轉(zhuǎn)運起著作用；②二聚化可以擴展藥理多樣性，不同受體產(chǎn)生的異二聚體可能有著比單體更多的藥理學(xué)功能；③二聚化可以影響受體的活性和

8、調(diào)控等【6】。G蛋白示意圖2）?與受體耦聯(lián)的G蛋白的結(jié)構(gòu)與分類G蛋白是一類與GTP或GDP結(jié)合的、具有GTP酶活性、位于細胞膜胞漿面的外周蛋白。它由三個亞基組成，分