细胞通讯－王金发细胞生物学讲义

细胞通讯－王金发细胞生物学讲义内容摘要：

细胞通讯－王金发细胞生物学讲义 5. 细 胞 通 讯细 胞 通 讯 ( 细 胞 间 或 细 胞 内 通 过 高 度 精 确 和 高 效 地 发 送 与 接 收信 息 的 通 讯 机 制 ， 对 环 境 作 出 综 合 反 应 的 细 胞 行 为。 胞 通 讯 的 基 本 特 点细 胞 的 通 讯 与 人 类 社 会 的 通 讯 有 异 曲 同 工 之 妙 (图 5由 信 号 发 射 细 胞 发 出 信 号(接 触 和 产 生 信 号 分 子 )， 由 信 号 接 收 细 胞 (靶 细 胞 )探 测 信 号 ， 其 接 收 的 手 段 是 通 过 接收 分 子 (受 体 蛋 白 )， 然 后 通 过 靶 细 胞 的 识 别 ， 最 后 作 出 应 答。 图 5 号 传 导(a)电 话 接 收 器 将 电 信 号 转 换 成 声 信 号 ;(b)细 胞 将 细 胞 外 信 号 (分 子 A)转 变 成 细胞 内 的 信 号 (分 子 B)。 胞 通 讯 的 方 式 与 反 应 通 讯 方 式细 胞 有 三 种 通 讯 方 式 (图 5 通 过 信 号 分 子 ; 通 过 相 邻 细 胞 间 表 面 分 子 的 粘 着或 连 接 ; 通 过 细 胞 与 细 胞 外 基 质 的 粘 着。 在 这 三 种 方 式 中 ， 第 一 种 不 需 要 细 胞 的 直 接 接触 ， 完 全 靠 配 体 与 受 体 的 接 触 传 递 信 息 ， 后 两 种 都 需 要 通 过 细 胞 的 接 触。 所 以 可 将 细 胞 通讯 的 方 式 分 为 两 大 类 : 不 依 赖 于 细 胞 接 触 的 细 胞 通 讯 ; 依 赖 于 细 胞 接 触 的 细 胞 通 讯。 图 5 胞 通 讯 的 方 式 及 引 起 的 某 些 反 应 细 胞 通 讯 的 反 应 过 程细 胞 通 讯 中 有 两 个 基 本 概 念 : 信 号 传 导 ( 信 号 转 导 ( 两 个 概 念 反 映 了 细 胞 通 讯 的 两 个 最 主 要 的 反 应 过 程。 请 从 细 胞 通 讯 的 反 应 过 程 比 较 这 两 个 概 念 的 差 异。 号 分 子 及 信 号 传 导 信 号 分 子 ( 胞 通 讯 的 信 息 多 数 是 通 过 信 号 分 子 来 传 递 的。 信 号 分 子 是 同 细 胞 受 体 结 合 并 传 递 信息 的 分 子。 信 号 分 子 本 身 并 不 直 接 作 为 信 息 ， 它 的 基 本 功 能 只 是 提 供 一 个 正 确 的 构 型 及 与 受 体 结合 的 能 力。 信 号 分 子 的 类 型 及 信 号 传 导 方 式有 三 种 类 型 的 信 号 分 子 (图 5图 5 种 不 同 类 型 的 信 号 分 子 及 其 信 号 传 导 方 式 激 素 ( 素 是 由 内 分 泌 细 胞 (如 肾 上 腺 、 睾 丸 、 卵 巢 、 胰 腺 、 甲 状 腺 、 甲 状 旁 腺 和 垂 体 )合成 的 化 学 信 号 分 子 ， 一 种 内 分 泌 细 胞 基 本 上 只 分 泌 一 种 激 素 ， 参 与 细 胞 通 讯 的 激 素 有 三 种类 型 :蛋 白 与 肽 类 激 素 、 类 固 醇 激 素 、 氨 基 酸 衍 生 物 激 素 (表 5 5 些 激 素 的 性 质 和 功 能名称 合成部位 化学特性 主要作用肾上腺素 肾上腺 酪氨酸衍生物 提高血压、心律、增强代谢 皮质醇 肾上腺 类固醇 在大多数组织中影响蛋白、糖、 脂的代谢雌二醇 卵巢 类固醇 诱导和保持雌性副性征胰高血糖素 胰 细胞 肽 在肝、脂肪细胞刺激葡萄糖合成、糖原断裂、 脂断裂胰岛素 胰 细胞 蛋白质 刺激肝细胞等葡萄糖吸收、蛋白 质及脂的合成睾酮 睾丸 类固醇 诱导和保持雄性副性征甲状腺素 甲状腺 酪氨酸衍生物 刺激多种类型细胞的代谢 通 过 激 素 传 递 信 息 是 最 广 泛 的 一 种 信 号 传 导 方 式 ， 这 种 通 讯 方 式 的 距 离 最 远 ， 覆 盖 整个 生 物 体。 在 动 物 中 ， 产 生 激 素 的 细 胞 是 内 分 泌 细 胞 ， 所 以 将 这 种 通 讯 称 为 内 分泌 信 号 ( 局 部 介 质 ( 部 介 质 是 由 各 种 不 同 类 型 的 细 胞 合 成 并 分 泌 到 细 胞 外 液 中 的 信 号 分 子 ， 它 只 能 作 用于 周 围 的 细 胞。 通 常 将 这 种 信 号 传 导 称 为 旁 分 泌 信 号 ( 以 便与 自 分 泌 信 号 相 区 别。 有 时 这 种 信 号 分 子 也 作 用 于 分 泌 细 胞 本 身 ， 如 前 列 腺 素( 由 前 列 腺 合 成 分 泌 的 脂 肪 酸 衍 生 物 (主 要 是 由 花 生 四 烯 酸 合 成的 )， 它 不 仅 能 够 控 制 邻 近 细 胞 的 活 性 ， 也 能 作 用 于 合 成 前 列 腺 素 细 胞 自 身 ， 通 常 将 由 自身 合 成 的 信 号 分 子 作 用 于 自 身 的 现 象 称 为 自 分 泌 信 号 ( 神 经 递 质 (神 经 递 质 是 由 神 经 末 梢 释 放 出 来 的 小 分 子 物 质 ， 是 神 经 元 与 靶 细 胞 之 间 的 化 学 信 使。 由 于 神 经 递 质 是 神 经 细 胞 分 泌 的 ,所 以 这 种 信 号 又 称 为 神 经 信 号 ( 依 赖 于 细 胞 接 触 的 信 号 传 导通 过 细 胞 的 接 触 ， 包 括 通 过 细 胞 粘 着 分 子 介 导 的 细 胞 间 粘 着 、 细 胞 与 细 胞 外 基 质 的 粘着 、 连 接 子 (植 物 细 胞 为 胞 间 连 丝 )介 导 的 信 号 传 导。 通 过 细 胞 接 触 进 行 的 通 讯 中 ， 信 号 分 子 位 于 细 胞 质 膜 上 ， 两 个 细 胞 通 过 信 号 分 子 的 接触 传 递 信 息 (图 5图 5 过 分 泌 的 信 号 分 子 通 讯 与 通 过 膜 结 合 的 信 号 分 子 通 讯 的 比 体 与 信 号 的 接 收 细 胞 通 讯 中 ， 由 信 号 传 导 细 胞 送 出 的 信 号 分 子 必 须 被 靶 细 胞 接 收 才 能 触 发 靶 细 胞 的 应答 ， 接 收 信 息 的 分 子 称 为 受 体 ( 信 号 分 子 则 被 称 为 配 体 ( 受 体 存 在 的 部 位 信 号 分 子 识 别 并 结 合 的 受 体 通 常 位 于 细 胞 质 膜 或 细 胞 内 ， 所 以 有 两 类 受 体 : 表 面 受 体 (于 细 胞 质 膜 上 的 称 为 表 面 受 体 ( 细 胞 内 受 体 (位 于 胞 质 溶 胶 、 核 基 质 中 的 受 体 称 为 细 胞 内 受 体 ( 表 面 受 体 主 要 是 同 大 的 信 号 分 子 或 小 的 亲 水 性 的 信 号 分 子 作 用 ， 传 递 信 息。 而 细 胞 内受 体 主 要 是 同 脂 溶 性 的 小 信 号 分 子 作 用 (图 5 图 5 胞 表 面 受 体 与 细 胞 内 受 体 细 胞 内 受 体细 胞 内 受 体 通 常 有 两 个 不 同 的 结 构 域 , 一 个 是 与 合 的 结 构 域 , 另 一 个是 激 活 基 因 转 录 的 N 端 结 构 域。 此 外 有 两 个 结 合 位 点 ,一 个 是 与 配 体 结 合 的 位 点 ,位 于 C 末 端 ,另 一 个 是 与 抑 制 蛋 白 结 合 的 位 点 ,在 没 有 与 配 体 结 合 时 ,则 由 抑 制 蛋 白抑 制 了 受 体 与 结 合 ,若 是 有 相 应 的 配 体 ,则 释 放 出 抑 制 蛋 白 (图 5图 5 胞 内 受 体 的 结 构 示 意 图细 胞 内 受 体 在 接 受 脂 溶 性 的 信 号 分 子 并 与 之 结 合 形 成 受 体 复 合 物 后 就 成 为转 录 促 进 因 子 ， 作 用 于 特 异 的 基 因 调 控 序 列 ， 启 动 基 因 的 转 录 和 表 达 (图 5图 5 皮 质 激 素 受 体 激 活(a) 类 固 醇 激 素 通 过 扩 散 穿 过 细 胞 质 膜 ;(b)激 素 分 子 与 胞 质 溶 胶 中 的 受 体 结 合 ;(c)抑 制 蛋 白 与 受 体 脱 离 ， 露 出 与 合 和 激 活 基 因 转 录 的 位 点 ;(d)被 激 活 的 复合 物 进 入 细 胞 核 ;(e)与 强 子 区 结 合 ;(f)促 进 受 激 素 调 节 的 基 因 转 录。 细 胞 表 面 受 体位 于 细 胞 质 膜 上 的 受 体 称 为 表 面 受 体 ， 主 要 有 三 种 类 型 离 子 通 道 偶 联 受 体( 偶 联 受 体 ( 酶 联受 体 (图 5图 5 种 类 型 的 细 胞 表 面 受 体(a)离 子 通 道 偶 联 受 体 ;(b) 偶 联 受 体 ;(c)酶 联 受 体。 离 子 通 道 偶 联 受 体 ( 有 离 子 通 道 作 用 的 细 胞 质 膜 受 体 称 为 离 子 通 道 受 体 ， 这 种 受 体 见 于 可 兴 奋 细胞 间 的 突 触 信 号 传 导 ， 产 生 一 种 电 效 应 (图 5图 5 子 通 道 偶 联 受 体 与 信 号 传 导 动 作 电 位 到 达 突 触 末 端 ,引 起 暂 时 性 的 去 极 化 ; 去 极 化 作 用 打 开 了 电 位 门 控 钙离 子 通 道 ,导 致 钙 离 子 进 入 突 触 球 ; 度 提 高 诱 导 分 离 的 含 神 经 递 质 分 泌 泡 的 分泌 ,释 放 神 经 递 质 ; 起 储 存 小 泡 分 泌 释 放 神 经 递 质 ; 分 泌 的 神 经 递 质 分 子 经扩 散 到 达 突 触 后 细 胞 的 表 面 受 体 ; 神 经 递 质 与 受 体 的 结 合 ,改 变 受 体 的 性 质 ; 离子 通 道 开 放 ,离 子 得 以 进 入 突 触 后 细 胞 ; 突 触 后 细 胞 中 产 生 动 作 电 位。 烟 碱 样 乙 酰 胆 碱 受。