第八章細胞通信細胞生物學-文庫吧
2025-03-20 23:48 本頁面
【正文】 子（配體）選擇性地相互作用，最終產(chǎn)生細胞應(yīng)答的過程，即細胞識別（cell recognition，圖84）?？煞譃椋孩偻N同類細胞間的識別，如胚胎分化過程中神經(jīng)細胞對周圍細胞的識別，輸血和植皮引起的反應(yīng)可以看作同種同類不同來源細胞間的識別；②同種異類細胞間的識別，如精子和卵子之間的識別，T與B淋巴細胞間的識別；③異種異類細胞間的識別，如病原體對宿主細胞的識別，④異種同類細胞間的識別，僅見于實驗條件下。三）、化學通訊化學通訊是間接的細胞通訊（圖85），指細胞分泌一些化學物質(zhì)（如激素）至細胞外，作為信號分子作用于靶細胞，調(diào)節(jié)其功能。根據(jù)化學信號分子可以作用的距離范圍，可分為以下4類（圖86）：1. 內(nèi)分泌（endocrine）：內(nèi)分泌細胞分泌的激素隨血液循環(huán)輸至全身，作用于靶細胞。其特點是：①低濃度，僅為1081012M；②全身性，隨血液流經(jīng)全身，但只能與特定的受體結(jié)合而發(fā)揮作用；③長時效，激素產(chǎn)生后經(jīng)過漫長的運送過程才起作用，而且血流中微量的激素就足以維持長久的作用。2. 旁分泌（paracrine）：細胞分泌的信號分子通過擴散作用于鄰近的細胞。包括：①各類細胞因子；②氣體信號分子（如：NO）3. 突觸信號發(fā)放：神經(jīng)遞質(zhì)（如乙酰膽堿）由突觸前膜釋放，經(jīng)突觸間隙擴散到突觸后膜，作用于特定的靶細胞。4. 自分泌（autocrine）：與上述三類不同的是，信號發(fā)放細胞和靶細胞為同類或同一細胞，常見于癌變細胞。如：大腸癌細胞可自分泌產(chǎn)生胃泌素，介導(dǎo)調(diào)節(jié)cmyc、cfos和ras p21等癌基因表達，從而促進癌細胞的增殖。第二節(jié) 膜表面受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)親水性化學信號分子（包括神經(jīng)遞質(zhì)、蛋白激素、生長因子等）不能直接進入細胞，只能通過膜表面的特異受體傳遞信號，使靶細胞產(chǎn)生效應(yīng)。膜表面受體主要有三類（圖87）：①離子通道型受體（ionchannellinked receptor）；②G蛋白耦聯(lián)型受體（Gproteinlinked receptor）；③酶耦聯(lián)的受體（enzymelinked receptor）。第一類存在于可興奮細胞。后兩類存在于大多數(shù)細胞，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的早期表現(xiàn)為激酶級聯(lián)（kinase cascade）事件，即為一系列蛋白質(zhì)的逐級磷酸化，籍此使信號逐級傳送和放大。一、離子通道型受體離子通道型受體（圖88）是一類自身為離子通道的受體，即配體門通道（ligandgated channel）。主要存在于神經(jīng)、肌肉等可興奮細胞，其信號分子為神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)通過與受體的結(jié)合而改變通道蛋白的構(gòu)象，導(dǎo)致離子通道的開啟或關(guān)閉，改變質(zhì)膜的離子通透性，在瞬間將胞外化學信號轉(zhuǎn)換為電信號，繼而改變突觸后細胞的興奮性。如：乙酰膽堿受體（圖810）以三種構(gòu)象存在，兩分子乙酰膽堿的結(jié)合可以使之處于通道開放構(gòu)象，但該受體處于通道開放構(gòu)象狀態(tài)的時限仍十分短暫，在幾十毫微秒內(nèi)又回到關(guān)閉狀態(tài)。然后乙酰膽堿與之解離，受體則恢復(fù)到初始狀態(tài)，做好重新接受配體的準備。離子通道型受體分為陽離子通道，如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體，和陰離子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受體。二、G蛋白耦聯(lián)型受體三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白（trimeric GTPbinding regulatory protein）簡稱G蛋白，位于質(zhì)膜胞質(zhì)側(cè)，由α、β、γ三個亞基組成，α 和γ亞基通過共價結(jié)合的脂肪酸鏈尾結(jié)合在膜上，G蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用（圖812），當α亞基與GDP結(jié)合時處于關(guān)閉狀態(tài)，與GTP結(jié)合時處于開啟狀態(tài)，α亞基具有GTP酶活性，能催化所結(jié)合的ATP水解，恢復(fù)無活性的三聚體狀態(tài)，其GTP酶的活性能被RGS（regulator of G protein signaling）增強。RGS也屬于GAP（GTPase activating protein）。G蛋白耦聯(lián)型受體為7次跨膜蛋白（圖813），受體胞外結(jié)構(gòu)域識別胞外信號分子并與之結(jié)合，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與G蛋白耦聯(lián)。通過與G蛋白耦聯(lián)，調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性，在細胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)。G蛋白耦聯(lián)型受體包括多種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類激素和趨化因子的受體，在味覺、視覺和嗅覺中接受外源理化因素的受體亦屬G蛋白耦聯(lián)型受體。由G蛋白耦聯(lián)受體所介導(dǎo)的細胞信號通路主要包括：cAMP信號通路和磷脂酰肌醇信號通路。（一）cAMP信號途徑在cAMP信號途徑中，細胞外信號與相應(yīng)受體結(jié)合，調(diào)節(jié)腺苷酸環(huán)化酶活性，通過第二信使cAMP水平的變化，將細胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麅?nèi)信號。cAMP信號的組分①. 激活型激素受體（Rs）或抑制型激素受體（Ri）；②. 活化型調(diào)節(jié)蛋白（Gs）或抑制型調(diào)節(jié)蛋白（Gi）；③. 腺苷酸環(huán)化酶（Adenylyl cyclase）：是相對分子量為150KD的糖蛋白，跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成cAMP（圖814）。④. 蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由兩個催化亞基和兩個調(diào)節(jié)亞基組成（圖815），在沒有cAMP時，以鈍化復(fù)合體形式存在。cAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，改變調(diào)節(jié)亞基構(gòu)象，使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離，釋放出催化亞基?；罨牡鞍准っ窤催化亞基可使細胞內(nèi)某些蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化，于是改變這些蛋白的活性，進一步影響到相關(guān)基因的表達。⑤. 環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）：可降解cAMP生成5’AMP，起終止信號的作用（圖816）。Gs調(diào)節(jié)模型當細胞沒有受到激素刺激，Gs處于非活化態(tài)，α亞基與GDP結(jié)合，此時腺苷酸環(huán)化酶沒有活性；當激素配體與Rs結(jié)合后，導(dǎo)致Rs構(gòu)象改變，暴露出與Gs結(jié)合的
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