⑴ 求论文:举例说明细胞信号传递的多通路、多环节、多层次和网络调控及其意义。
细胞信号转导的传递途径主要有哪些?
1.G蛋白介导的信号转导途径 G蛋白可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合。由x和γ亚基组成的异三聚体在膜受体与效应器之间起中介作用。小G蛋白只具有G蛋白亚基的功能,参与细胞内信号转导。信息分子与受体结合后,激活不同G蛋白,有以下几种途径:(1)腺苷酸环化酶途径通过激活G蛋白不同亚型,增加或抑制腺苷酸环化酶(AC)活性,调节细胞内cAMP浓度。cAMP可激活蛋白激酶A(PKA),引起多种靶蛋白磷酸化,调节细胞功能。(2)磷脂酶途径激活细胞膜上磷脂酶C(PLC),催化质膜磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)水解,生成三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DG)。IP3促进肌浆网或内质网储存的Ca2+释放。Ca2+可作为第二信使启动多种细胞反应。Ca2+与钙调蛋白结合,激活Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶或磷酸酯酶,产生多种生物学效应。DG与Ca2+能协调活化蛋白激酶C(PKC)。
2.受体酪氨酸蛋白激酶(RTPK)信号转导途径 受体酪氨酸蛋白激酶超家族的共同特征是受体本身具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)的活性,配体主要为生长因子。RTPK途径与细胞增殖肥大和肿瘤的发生关系密切。配体与受体胞外区结合后,受体发生二聚化后自身具备(TPK)活性并催化胞内区酪氨酸残基自身磷酸化。RTPK的下游信号转导通过多种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的级联激活:(1)激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),(2)激活蛋白激酶C(PKC),(3)激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K),从而引发相应的生物学效应。
3.非受体酪氨酸蛋白激酶途径 此途径的共同特征是受体本身不具有TPK活性,配体主要是激素和细胞因子。其调节机制差别很大。如配体与受体结合使受体二聚化后,可通过G蛋白介导激活PLC-β或与胞浆内磷酸化的TPK结合激活PLC-γ,进而引发细胞信号转导级联反应。
4.受体鸟苷酸环化酶信号转导途径 一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)可激活鸟苷酸环化酶(GC),增加cGMP生成,cGMP激活蛋白激酶G(PKG),磷酸化靶蛋白发挥生物学作用。
5.核受体信号转导途径 细胞内受体分布于胞浆或核内,本质上都是配体调控的转录因子,均在核内启动信号转导并影响基因转录,统称核受体。核受体按其结构和功能分为类固醇激素受体家族和甲状腺素受体家族。类固醇激素受体(雌激素受体除外)位于胞浆,与热休克蛋白(HSP)结合存在,处于非活化状态。配体与受体的结合使HSP与受体解离,暴露DNA结合区。激活的受体二聚化并移入核内,与DNA上的激素反应元件(HRE)相结合或其他转录因子相互作用,增强或抑制基因的转录。甲状腺素类受体位于核内,不与HSP结合,配体与受体结合后,激活受体并以HRE调节基因转录。
总之,细胞信息传递途径包括配体受体和转导分子。配体主要包括激素细胞因子和生长因子等。受体包括膜受体和胞内受体。转导分子包括小分子转导体和大分子转导蛋白及蛋白激酶。膜受体包括七个跨膜α螺旋受体和单个跨膜α螺旋受体,前一种膜受体介导的信息途径包括PKA途径,PKC途径,Ca离子和钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径和PKG途径,第二信使分子如cAMPDGIP3CacGMP等参与这些途径的信息传递。后一种膜受体介导TPK—Ras—MAPK途径和JAKSTAT途径等。胞内受体的配体是类固醇激素、维生素D3、甲状腺素和维甲酸等,胞内受体属于可诱导性的转录因子,与配体结合后产生转录因子活性而促进转录。通过细胞信息途径把细胞外信息分子的信号传递到细胞内或细胞核,产生许多生物学效应如离子通道的开放或关闭和离子浓度的改变酶活性的改变和物质代谢的变化基因表达的改变和对细胞生长、发育、分化和增值的影响等
⑵ 不同植物激素之间的信号传导和串扰如何运作
首先是不同植物激素的信号通路之间存在着复杂的调控网络。但不同的激素信号通路如何通过蛋白质网络相互作用尚不完全清楚。植物激素在调节植物生长发育和环境适应方面发挥着重要作用。主要植物激素的生物合成途径已经比较明确,大部分信号转导途径也已经阐明。现有研究发现,不同植物激素之间存在大量相互作用。一种激素可以调节另一种植物激素的合成。
最后要知道脱落素Ⅱ和休眠是同一种物质,统称为脱落酸。脱落酸会随着缺水和种子成熟而积累。ABA控制气孔大小和应激反应基因表达,从而减少二氧化碳进入叶片,限制光合作用并增强植物对不利条件的耐受性。一些种子、枝条和果实含有高水平的ABA和ABA代谢物,它们与维持休眠和种子发育有关。此外,ABA还参与植物病原体反应。
⑶ 经典信号通路之Wnt信号通路
1、Wnt 信号通路 简介
Wnt信号通路是一个复杂的 蛋白质 作用网络,其功能最常见于胚胎发育和癌症, 但也参与成年动物的正常生理过程.
2、Wnt信号通路的发现
Wnt得名于Wg (wingless) 与Int.wingless 基因最早在果蝇中被发现并作用于 胚胎 发育,以及成年动物的肢体形成INT 基因最早在脊椎动物中发现,位于小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)整合位点附近。Int-1 基因与 wingless 基因具有同源性。
果蝇中 wingless 基因突变 可导致无翅畸形,而 小鼠乳腺肿瘤中MMTV复制并整合入基因组可导致一种或几种Wnt基因合成增加。
3、Wnt信号通路的机制
Wnt信号通路 包括许多可调控Wnt信号分子合成的蛋白质,它们与靶细胞上的受体相互作用,而靶细胞的生理反应则来源与细胞和胞外Wnt配体的相互作用。尽管发应的发生及强度因Wnt配体, 细胞种类 及机体自身而异,信号通路中某些成分,从线虫到人类都具有很高的同源性。蛋白质的同源性提示多种各异的Wnt配体来源于各种生物的共同祖先。
经典Wnt通路描述当Wnt蛋白于细胞表面Frizzled受体家族结合后的一系列反应,包括Dishevelled受体家族蛋白质 的激活及最终细胞核内β-catenin水平的变化。 Dishevelled (DSH) 是细胞膜相关Wnt受体复合物的关键成分,它与Wnt结合后被激活,并抑制下游蛋白质复合物,包括axin、GSK-3、与APC蛋白。axin/GSK-3/APC 复合体可促进 细胞内 信号分子β-catenin的降解。当“β-catenin 降解复合物”被抑制后,胞浆内的β-catenin得以稳定存在,部分 β-catenin进入细胞核与TCF/LEF转录因子家族作用并促进特定基因的表达。
4、Wnt介导的 细胞 反应
经典Wnt信号通路介导的重要细胞反应包括:
癌症发生。Wnts, APC, axin,与 TCFs表达水平的变化均与癌症发生相关。
体轴发育。在蟾蜍卵内注射Wnt抑制剂可导致双头畸形。
形态发生。
wingless-type MMTV integration site family, member 1
识别
符号WNT1
替换符号INT1
Entrez 7471
HUGO 12774
OMIM 164820
RefSeq NM_005430
UniProt P04628
其他资料
基因座 12 q13
wingless-type MMTV integration site family, member 2
识别
符号WNT2
替换符号INT1L1
Entrez 7472
HUGO 12780
OMIM 147870
RefSeq NM_003391
UniProt P09544
其他资料
基因座 7 q31
wingless-type MMTV integration site family, member 6
识别
符号WNT6
Entrez 7475
OMIM 604663
RefSeq NM_006522
其他资料
基因座 2 q35
参考资料:
1. ^ D. C. Lie, S. A. Colamarino, H. J. Song, L. Desire, H. Mira, A. Consiglio, E. S. Lein, S. Jessberger, H. Lansford, A. R. Dearie and F. H. Gage (2005) "Wnt signalling regulates alt hippocampal neurogenesis" in Nature Volume 437, pages 1370-1375.Template:Entrez Pubmed.
2. ^ F. Rijsewijk, M. Schuermann, E. Wagenaar, P. Parren, D. Weigel and R. Nusse (1987) "The Drosophila homolog of the mouse mammary oncogene int-1 is identical to the segment polarity gene wingless" in Cell Volume 50, pages 649-657.Template:Entrez Pubmed.
3. ^ C. Nusslein-Volhard and E. Wieschaus (1980) "Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila" in Nature Volume 287, pages 795-801.Template:Entrez Pubmed.