生物小课堂 No5:细胞生物学复习之旅第五弹来啦

???:2022-01-13 11:52???:未知 ????:admin ???:??
1.细胞通讯:一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。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。包括分泌化学信号(内、旁、自、化学突触)、细胞间接触、和相邻细胞间间隙连接

  1.细胞通讯:一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。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。包括分泌化学信号(内、旁、自、化学突触)、细胞间接触、和相邻细胞间间隙连接。

  3.信号分子:生物体内的某些化学分子,如激素、神经递质、生长因子、气体分子等,在细胞间和细胞内传递信息,特称为信号分子。

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

  7.第二信使:细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有:cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用,能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性,也控制着细胞的增殖、分化和生存,并参与基因转录的调节。

  8.IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2,或被磷酸化形成IP4。DG通过两种途径终止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸,进入磷脂酰肌醇循环;二是被DG酯酶水解成单脂酰甘油。

  9.分子开关:在细胞内一系列信号传递的级联反应中,必须有正、负两种相辅相成的反馈机制精确调控,也即对每一步反应既要求有激活机制,又必然要求有相应的失活机制,使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的蛋白质分子称为分子开关。

  10.G—蛋白:由GTP控制活性的蛋白,当与GTP结合时具有活性,当与GDP结合时没有活性。既有单体形式(ras蛋白),也有三聚体形式(Gs活Gi抑)。在信号转导过程中起着分子开关的作用。

  11.蛋白激酶A:称为依赖于cAMP的蛋白激酶A,是由四个亚基组成的复合物,其中两个是调节亚基,两个是催化亚基;PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上,使蛋白质被磷酸化,被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。

  12.双信使系统:胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后,激活质膜上的磷脂酶C(PLC),使质膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DG)两个第二信使,将胞外信号转导为胞内信号,两个第二信使分别激动两个信号传递途径即IP3—Ca+和DG—PKC途径,实现对胞外信号的应答,因此将这一信号系统称为“双信使系统”。

  13.酶偶联受体通常是指与酶连接的细胞表面受体又称催化性受体,目前已知的这类受体都是跨膜蛋白,当胞外配体与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。至少包括五类即:受体酪氨酸激酶、受体丝氨酯酸/苏氨酸激酶 、受体酪氨酸磷酸酯酶 、受体鸟苷酸环化酶和酪氨酸蛋白激酶联系的受体。

  14.Ras蛋白:是ras基因的产物,由191个氨基酸残基组成,分布于质膜胞质侧,结合GTP时为活化状态,结合GDP时失活状态,因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白,具有GTP酶活性,具有分子开关的作用。突变后的Ras蛋白不能水解GTP。

  ①在正常情况下,细胞膜对Ca2+是高度不通透的;②在质膜和内质网膜上有Ca2+泵,能将Ca2+从基质中泵出细胞外或泵进内质网腔中;③某些细胞的质膜有Na+—Ca2+交换泵,能将Na+输入到细胞内,而将Ca2+从基质中泵出;④某些细胞的线粒体膜也能将钙离子从基质中转运到线. 钙离子的主要作用途径有哪几种?

  细胞信号分子包括:短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂类的胆固醇衍生物等,其共同特点是:

  ②高效性,几个分子即可发生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统;

  ③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。

  答案要点:NO是可溶性的气体,NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关,血管内皮细胞接受乙酰胆碱,引起细胞内Ca2+浓度升高,激活一氧化氮合成酶,该酶以精氨酸为底物,以NADPH为电子供体,生成NO和胍氨酸。细胞释放NO,通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内,与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合,改变酶的构象,导致酶活性的增强和cGMP合成增多。

  cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度,引起血管平滑肌的舒张,血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制,靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。

  答案要点:G蛋白偶联的受体是细胞质膜上最多,也是最重要的倍转导系统,具有两个重要特点:

  ①G蛋白偶联的受体,是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体;②G蛋白能与GTP结合被活化,可进一步激活其效应底物;③效应物:通常是腺苷酸环化酶,被激活后可提高细胞内环腺苷酸(cAMP)的浓度,可激活cAMP依赖的蛋白激酶,引发一系列生物学效应。

  。配体—受体复合物结合后,通过与G蛋白的偶联,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内,影响细胞的行为。根据产生的第二信使的不同,又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达,这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为:激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后,同时产生两个胞内信使,分别启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径,实现细胞对外界信号的应答,因此,把这一信号系统又称为“双信使系统”。6、磷酯酰肌醇信号通路的传导途径。

  答案要点:1、组成:主要包括:Rs和Gs;Ri和Gi;腺苷酸环化酶;PKA;环腺苷酸磷酸二酯酶。

  ,Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径:一是通过α亚基与腺苷酸环化酶结合,直接抑制酶的活性;一是通过β和γ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合,阻断Gs的α亚基对腺苷酸酶的活化作用。8.RTK- Ras信号通路:配体→RTK→ adaptor ←GEF(鸟苷酸交换因子)→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其它激酶或基因调控蛋白(转录因子)的磷酸化修钸。

  9.信号传递中的开关蛋白:指细胞内信号传递时作为分子开关的蛋白质,含有正、负两种相辅相成的反馈机制,可分两类:

  ,由蛋白激酶使之磷酸化而开启,由蛋白磷酸E使之去磷酸化而关闭,许多开关蛋白即为蛋白激酶本身。b.

  ,结合GTP活化,结合GTP而失活。10、试论述蛋白磷酸化在信号传递中的作用。

  答案要点:⑴蛋白磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程,其逆转过程是由蛋白磷酸酶催化的,称为蛋白质去磷酸化。

  ⑵蛋白磷酸化通常有两种方式:一种是在蛋白激酶催化下直接连接上磷酸基团,另一种是被诱导与GTP结合,这两种方式都使得信号蛋白结合上一个或多个磷酸基团,被磷酸化的蛋白有了活性后,通常反过来引起磷酸通路中的下游蛋白磷酸化,当信号消失后,信号蛋白就会去磷酸化。

  ⑶磷酸化通路通常是由两种主要的蛋白激酶介导的:一种是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,另一种是酪氨酸蛋白激酶。

  ⑷蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化,控制着它们的活性,使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化,调节蛋白的活性,通过蛋白磷酸化,逐级放大信号,引起细胞反应。

  1.细胞骨架细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括:细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架,包括微丝、微管和中间纤维。

  2.微管:在真核细胞质中,由微管蛋白构成的,可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和纤毛的结构。

  3.微丝:在真核细胞的细胞质中,由肌动蛋白和肌球蛋白构成的,可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。

  4.中间纤维:存在于真核细胞质中的,由蛋白质构成的,其直径介于微管和微丝之间,在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。

  5.踏车现象:(微管和微丝具有踏车现象,中间丝没有)在一定条件下,细胞骨架在装配过程中,一端发生装配使微管或微丝延长,而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短,实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度,这种现象称为踏车现象。

  6.微管组织中心MTOC:微管聚合从特异性的核心形成位点开始,这些核心形成位点主要是中心体和纤毛的基体,称为微管组织中心,微管在生理状态或实验解聚后重新装配的发生处称为微管中心,其存在位置为间质的中心体。

  7.微管结合蛋白:在微管上,除微管蛋白外,还有与微管相结合的辅助蛋白,称微管结合蛋白,为微管结构和功能的必要成分。主要有微管关联蛋白MAP和微管装饰蛋白(tau),它们控制微管的延长,与微管的聚合和解聚的调节有关。

  。α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。

  :在适宜的温度,存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下,(达临界浓度以上)肌动蛋白单体可自组装为纤维。

  a.细胞松弛素:切割微丝并结合在微丝末端阻抑肌动蛋白聚合,因而可以破坏微丝的三维结构。

  秋水仙素(colchicine)阻断微管蛋白组装成微管,可破坏纺锤体结构。

(???伪???admin)
???????:
标签:“{学基}” - 生物谷 ( 人才强校 范军教授团队揭示稻 鍖椾含鑸ぉ鑸┖澶у2021 Nat Commun(IF 149) 组学领 信号转导过程研究重大研究计划
服务评价  | 诚聘英才  | 友情链接  | 联系我们  | 投诉建议
版权所有:95160商旅网