『壹』 信號傳導信號轉導定義
信號傳導,也稱為訊息傳導或信號轉導,是一個生物學過程,它涉及細胞外部的信號通過一系列生化步驟被細胞內部接收並激活,促使細胞作出相應的反應。這些信號可以來源於多種來源,例如光、抗原、細胞表面的糖蛋白、發育信號、生長因子、激素、神經遞質或營養物質等。
具體來說,信號傳導可描述為一個復雜的過程,它允許各種信號通過細胞膜進入細胞,引發細胞內蛋白質的改變。這個過程通常表現為多酶級聯反應,不同的信號途徑通過細胞間信號蛋白的相互作用,在體內形成一個高度有序的調控網路。在哺乳動物體內,維持正常生理活動依賴於多種信號轉導途徑的協同作用,以確保細胞對信號刺激的響應既全面又協調。
細胞外信號轉導到細胞內部的過程主要由六類傳導物質驅動:離子通道閘門,這些通道允許特定離子通過;受體酵素,它們與信號分子結合後激活酶活性;彎曲形受體,其結構使它們能感知並響應環境變化;類固醇受體,對脂溶性激素起反應;粘附受體,參與細胞間粘附;以及不含酵素的受體,直接與信號分子結合而發揮作用。
『貳』 負反饋調節
負反饋調節是一種生物調控機制。
明確答案:負反饋調節是一種重要的生物調節機制,用於維持生物體內環境的穩態。當生物體內某些生理指標偏離設定值時,負反饋調節會啟動,通過調整相關生理過程,使這些指標回到正常范圍內。
負反饋調節是生物體為了維持內環境穩態而採取的一種重要方式。這里的「負反饋」指的是一種信號傳遞過程,當某一生理過程發生異常,如血糖水平升高時,身體會通過感知這一變化並產生相應的反饋信號。這些反饋信號會進一步觸發調節機制,促使身體調整生理狀態,使血糖水平回到正常范圍內。這種調節機制有助於確保生物體在各種環境條件下都能維持正常的生理功能。
在負反饋調節過程中,關鍵的一點是反饋信號的傳遞和處理。生物體內部存在著復雜的信號傳導網路和調控機制,能夠感知各種生理指標的變化並產生相應的反饋信號。這些信號通過特定的途徑進行傳遞,並最終觸發相應的調節反應。這種調節反應可能是通過調整基因表達、激素分泌或其他生理過程來實現的,旨在糾正偏離正常范圍的生理指標。
負反饋調節在許多生物學過程中都起著關鍵作用,包括新陳代謝、神經傳導、體溫調控等。例如,在血糖調控中,當血糖水平升高時,胰島素的分泌會增加,促進細胞對葡萄糖的利用和存儲,從而降低血糖水平。這一過程就是負反饋調節的典型例子,旨在維持血糖的穩態。總之,負反饋調節是生物體內一種重要的自我調節機制,對於維持生物體的健康和功能至關重要。
『叄』 求論文:舉例說明細胞信號傳遞的多通路、多環節、多層次和網路調控及其意義。
細胞信號轉導的傳遞途徑主要有哪些?
1.G蛋白介導的信號轉導途徑 G蛋白可與鳥嘌呤核苷酸可逆性結合。由x和γ亞基組成的異三聚體在膜受體與效應器之間起中介作用。小G蛋白只具有G蛋白亞基的功能,參與細胞內信號轉導。信息分子與受體結合後,激活不同G蛋白,有以下幾種途徑:(1)腺苷酸環化酶途徑通過激活G蛋白不同亞型,增加或抑制腺苷酸環化酶(AC)活性,調節細胞內cAMP濃度。cAMP可激活蛋白激酶A(PKA),引起多種靶蛋白磷酸化,調節細胞功能。(2)磷脂酶途徑激活細胞膜上磷脂酶C(PLC),催化質膜磷脂醯肌醇二磷酸(PIP2)水解,生成三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DG)。IP3促進肌漿網或內質網儲存的Ca2+釋放。Ca2+可作為第二信使啟動多種細胞反應。Ca2+與鈣調蛋白結合,激活Ca2+/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶或磷酸酯酶,產生多種生物學效應。DG與Ca2+能協調活化蛋白激酶C(PKC)。
2.受體酪氨酸蛋白激酶(RTPK)信號轉導途徑 受體酪氨酸蛋白激酶超家族的共同特徵是受體本身具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)的活性,配體主要為生長因子。RTPK途徑與細胞增殖肥大和腫瘤的發生關系密切。配體與受體胞外區結合後,受體發生二聚化後自身具備(TPK)活性並催化胞內區酪氨酸殘基自身磷酸化。RTPK的下游信號轉導通過多種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的級聯激活:(1)激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK),(2)激活蛋白激酶C(PKC),(3)激活磷脂醯肌醇3激酶(PI3K),從而引發相應的生物學效應。
3.非受體酪氨酸蛋白激酶途徑 此途徑的共同特徵是受體本身不具有TPK活性,配體主要是激素和細胞因子。其調節機制差別很大。如配體與受體結合使受體二聚化後,可通過G蛋白介導激活PLC-β或與胞漿內磷酸化的TPK結合激活PLC-γ,進而引發細胞信號轉導級聯反應。
4.受體鳥苷酸環化酶信號轉導途徑 一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)可激活鳥苷酸環化酶(GC),增加cGMP生成,cGMP激活蛋白激酶G(PKG),磷酸化靶蛋白發揮生物學作用。
5.核受體信號轉導途徑 細胞內受體分布於胞漿或核內,本質上都是配體調控的轉錄因子,均在核內啟動信號轉導並影響基因轉錄,統稱核受體。核受體按其結構和功能分為類固醇激素受體家族和甲狀腺素受體家族。類固醇激素受體(雌激素受體除外)位於胞漿,與熱休克蛋白(HSP)結合存在,處於非活化狀態。配體與受體的結合使HSP與受體解離,暴露DNA結合區。激活的受體二聚化並移入核內,與DNA上的激素反應元件(HRE)相結合或其他轉錄因子相互作用,增強或抑制基因的轉錄。甲狀腺素類受體位於核內,不與HSP結合,配體與受體結合後,激活受體並以HRE調節基因轉錄。
總之,細胞信息傳遞途徑包括配體受體和轉導分子。配體主要包括激素細胞因子和生長因子等。受體包括膜受體和胞內受體。轉導分子包括小分子轉導體和大分子轉導蛋白及蛋白激酶。膜受體包括七個跨膜α螺旋受體和單個跨膜α螺旋受體,前一種膜受體介導的信息途徑包括PKA途徑,PKC途徑,Ca離子和鈣調蛋白依賴性蛋白激酶途徑和PKG途徑,第二信使分子如cAMPDGIP3CacGMP等參與這些途徑的信息傳遞。後一種膜受體介導TPK—Ras—MAPK途徑和JAKSTAT途徑等。胞內受體的配體是類固醇激素、維生素D3、甲狀腺素和維甲酸等,胞內受體屬於可誘導性的轉錄因子,與配體結合後產生轉錄因子活性而促進轉錄。通過細胞信息途徑把細胞外信息分子的信號傳遞到細胞內或細胞核,產生許多生物學效應如離子通道的開放或關閉和離子濃度的改變酶活性的改變和物質代謝的變化基因表達的改變和對細胞生長、發育、分化和增值的影響等