细胞信号转导及其研究技术

细胞信号转导及与相关疾病

摘要：多细胞生物体中的每一个细胞都在一定的条件下执行各自的功能，而这些功能大多具有某种关联，为了使细胞的各种功能活动能够有序的完成，则完善的细胞间的信号传导是必不可少的。 关键词：信号转导，受体 一． 信号转导的概念：

细胞外的信号物质（激素，递质和细胞因子等）作用于细胞表面或细胞内受体，将细胞外信号分子所携带的信号转到细胞内的过程。信号分子作用于细胞时，不进入细胞，也不影响细胞内的过程，而是作用于细胞（核）膜的特殊蛋白分子（受体），将外界环境变化信息以新的信号形式（第二信使）传到细胞内，再引发一系列反应，调控细胞功能活动。

二．与信号转导作用有关物质的概念与性质

（1）配体：与受体发生特异性结合的活性物质。如：A.体外刺激信号(物理性：光、声、电、温度;化学性：空气、环境中的各种化学物质)B. 体内刺激信号(激素、神经递质、细胞因子、生长因子、气体分子（NO、CO、H2S）等)

(2)受体：存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子，具有特异性，饱和性，高亲和力等特征，在细胞内放大，传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。

1）G蛋白藕联受体：G蛋白的结合部位在胞浆侧，与配体结合后激活G蛋白，其本身不

细胞信号转导研究方法

信号转导的研究方法

细胞信号转导研究方法

生物样品的处理

组织样品

采集：新鲜、未污染，剥去脂肪和筋皮等结缔组织若保存，液氮速冻，-80℃冻存

蛋白质成分的保护通常在生物样品中加入适量的蛋白酶抑制剂：PMSF(苯甲

磺酰氟)、EDTA、胰蛋白酶抑制剂、胃蛋白酶抑制剂和亮抑蛋白酶肽。

细胞信号转导研究方法

低温保存：根据蛋白质的用途决定保存温度：4、

-20还是-80,特殊要液氮

冻溶： -20或-80→4(一天) →室温

均匀摇晃，勿产生气泡，减少沉淀

组织提取物的制备：提取可溶蛋白(尽可能选

择含目标蛋白高的组织)

细胞信号转导研究方法

步骤及注意事项：1、切成小块，放入预冷匀浆器，加入预冷缓冲液(2倍体积)

2、匀浆1-3min,若较长时间，则间隔1min3、匀浆方法选择：有的组织在匀浆前先冷冻后有利于破碎；

人工匀浆

4、缓冲液的选择：使用中性PH、离子强度适当 5、抑制蛋白酶的加入：根据蛋白质的可能降解情况加入(酶 抑制剂价格昂贵)

6、低温高速或超速离心 7、超声的方法

细胞信号转导研究方法

细胞破碎与分离

破碎方法：

机械法： 非机械法：溶胞作用：酶溶法、化学法、物理法

酶溶法：用生物酶将细胞壁和细胞膜消化溶解 常用：溶菌酶、β -1,3葡

第七章 信号转导

一、名词解释 1.类激素分子 2.整联蛋白 3.细胞通讯 4.细胞识别 5.受体

6.第二信使学说 二、填空题

1、细胞以三种方式进行通讯： 、 和 。 2、细胞的信号分子根据其溶解性通常可分为 和 。

3、亲脂性信号分子主要有 和 ,亲水性信号分子主要有 、 和 。 4、在体内发现的第一个气体信号分子是 。

5、Gi对腺苷酸环化酶的抑制的两个途径是 和 。 6、第二信使有________、_________、________、_________等。 7、受体的本质是 ，构成 。 8、受体至少有两个功能区_________和_________。

9、离子通道偶联的受体主要存在于________，G蛋白偶联的受体位于________酶偶联的受体都是 ____________蛋白。

10、根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同,细胞表面受体可以分为：①_________②

______

细胞信号转导障碍与疾病(Dysfunction of cellular signal transduction in disease)

Clinical example男性， 6岁时因自幼皮肤黄色瘤就诊。 患儿出生时臀部即有一绿豆粒大小之疹 状黄色瘤，此后，黄色瘤渐扩展为条纹 状及片状，且颈后、肘部和膑骨等肌腱 附着处及眼内眦部先后出现斑块状、条 纹状黄色瘤。5岁后双手指、足趾伸肌 腱及跟腱先后出现大小不等的结节状黄 色瘤。

Clinical example体检： 心脏听诊主动脉瓣区可闻Ⅲ级收缩期杂音 实验室检查： 血清总胆固醇(TC) 21.3 mmol/L(2.82~5.95 mmol/L)

甘油三酯(TG)

1.2 mmol/L(0.56~1.7 mmol/L)

高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C) 0.8 mmol/L(1.03~2.07 mmol/L)

低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C) 19.6 mmol/L(2.7~3.2 mmol/L)

Clinical example 心电图示左室肥厚及心肌缺血 心脏多普勒检查显示主动脉壁增 厚、异常光斑、主动脉狭窄 7岁时每于剧烈运动即心绞痛发作 8岁时奔跑后突发前室间隔心肌梗死 10岁于冠

第七章 信号转导

一、名词解释 1.类激素分子 2.整联蛋白 3.细胞通讯 4.细胞识别 5.受体

6.第二信使学说 二、填空题

1、细胞以三种方式进行通讯： 、 和 。 2、细胞的信号分子根据其溶解性通常可分为 和 。

3、亲脂性信号分子主要有 和 ,亲水性信号分子主要有 、 和 。 4、在体内发现的第一个气体信号分子是 。

5、Gi对腺苷酸环化酶的抑制的两个途径是 和 。 6、第二信使有________、_________、________、_________等。 7、受体的本质是 ，构成 。 8、受体至少有两个功能区_________和_________。

9、离子通道偶联的受体主要存在于________，G蛋白偶联的受体位于________酶偶联的受体都是 ____________蛋白。

10、根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同,细胞表面受体可以分为：①_________②

______

第九章 细胞信号转导●概述 ●通过细胞内受体介导的信号传递 ●通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 ●由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 ●信号的整合与控制

复习纲要

第一节 概述●细胞通讯 ●信号转导系统及其特性

细胞通讯●细胞通讯的概念 ●细胞通讯方式 ●信号分子与受体 ●分子开关与蛋白激酶

细胞通讯(cell communication)一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个 细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过

细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。细胞间

的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化

和凋亡是必须的。

细胞通讯方式 分泌化学信号进行通讯

内分泌(endocrine) 旁分泌(paracrine)

自分泌(autocrine) 化学突触(chemical synapse) 接触性依赖的通讯：细胞间直接接触，信号分子 与受体都是细胞的跨膜蛋白，如精子和卵子之间的识别 间隙连接和胞间连丝

接触性依赖的通讯

信号分子与受体●

信号分子(signal

molecule)

亲脂性信号分子：甾类激素和甲状腺素 亲水性信号分子：神经递质、生长因子、局

部化学递质和大多数激

第32卷第2期

2011年6月淮北师范大学学报(自然科学版)JournalofHuaibeiNormalUniversity(NaturalScience)Vol．32No．2Jun．2011

植物激素－赤霉素(GA)细胞信号转导机制

左圆圆，周杨杨，李小平

(淮北师范大学生命科学学院，资源植物生物学安徽省重点实验室，安徽淮北235000)

摘要:植物激素赤霉素(GA)参与植物种子萌发、茎伸长、开花、结果等多个生长发育过程．研究GA细胞信号转导的分子机制对进一步阐明其生物学功能具有重要的意义．GA合成突变体和细胞信号转导突变体的研究表明，GAI及其同功蛋白具有受体功能，GA被受体识别后进一步与DELLA蛋白作用，从而解除DELLA蛋白对植物生长的抑制作用．文章主要综述这些分子具体的作用模式．

关键词:GA;DELLA蛋白;作用模式

中图分类号:Q946－33文献标识码:A文章编号:2095－0691(2011)02－0049－06

1938年日本薮田贞治郎和住木谕介从赤霉菌培养基的滤液中分离出一种活性物质，并鉴定它的化学结构，命名为赤霉酸．1956年C．A．韦斯特和B．O．菲尼分别证明在高等植物中普遍存在一些类似赤霉酸的物质．目前已经鉴定出100多种，一般分

第八章 细胞信号转导

NO和心房排钠肽（ANP）引起的血管平滑肌舒张的信号通路： 视杆细胞光受体接收弱光刺激引起的信号通路：

乙酰胆碱与血管内皮细胞上的G蛋白偶联受体结合血压升高导致心房肌细胞分泌心房排钠肽心房排钠肽与肾细胞和血管平滑肌细胞上的受体鸟甘酸环化酶结合光吸收色素吸收光激活视蛋白激活磷脂酶C，产生第二信使Ca2+瓜氨酸激活激活传导素（即Gt蛋白）激活胞内段鸟甘酸环化酶活性L-ArgNO synthase, NOSNADPHNADP++H+NO扩散到邻近细胞，激活细胞质基质中游离的鸟甘酸环化酶cGMP含量增多活化磷酸二酯酶（PDE）cGMP含量减少关闭cGMP—门控阳离子通道血管平滑肌舒张RTK—Ras蛋白信号通路：

活化的GPKG抑制肌动-肌球蛋白复合物的信号通路

激活cGMP依赖的蛋白激酶GPKG

膜超极化 受体丝氨酸/苏氨酸激酶介导的信号通路：

第九章 细胞信号转导

细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。

信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。信号传导强调信号的产生、分泌与传送。

信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。

受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。

第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。

分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。

信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。

G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。

cAMP信号通路：细胞外信号

白介素IL-6信号转导及其通路研究概述

细胞因子是一类参与免疫系统的细胞之间通信的蛋白质，除此之外，许多细胞因子在免疫系统之外也具有调节功能。1986年白介素IL-6作为B细胞刺激因子被Kishimoto组分子克隆。IL-6在免疫系统外的活性还有肝细胞刺激因子和骨髓细胞分化诱导蛋白。

白介素IL-6含有184个氨基酸，属于糖基化蛋白质。IL-6可以由多种类型细胞合成和分泌，包括单核细胞、T细胞、成纤维细胞和内皮细胞。IL-6结合受体有两种，一种是特异性受体IL-6R（80kDa I型跨膜蛋白），另一种是gp130，是IL-6家族细胞因子的所有成员的常见受体亚单位。gp130可以在所有细胞表达，但IL-6R的表达受到更多的限制，主要发现于肝细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞和CD4+ T细胞。

白介素IL-6受体gp130的二聚化会导致两种细胞内信号通路的启动：经典信号通路和反式信号通路（见下文）。白介素IL-6的受体IL-6R可以在细胞膜经过蛋白质水解，形成可溶性的IL-6R（sIL-6R），在人类中，也可以在翻译阶段进行剪接mRNA，进而产生sIL-6R。在经典信号通路中，IL-6与膜上的IL-6R结合，随后与结合在细胞膜上的gp130结合，启动