马昌杯 第19章 细胞信号转导的分子机制 2014-11-26
细胞内信号转导的分子机制
细胞内信号转导的分子机制细胞是生命的基本单位，而细胞内信号转导是细胞与外界环境进行通讯交流的重要方式。
细胞内信号转导是一种复杂的过程，涉及多个分子的相互作用和调节。
本文将从分子机制的角度探讨细胞内信号转导的过程和作用。
一、信号的传递与接收细胞内信号转导的过程始于信号的传递与接收。
当细胞感受到外界的刺激后，信号将通过细胞表面的受体蛋白引发反应。
受体蛋白可以是跨膜蛋白，也可以是细胞内受体。
跨膜受体包括七次跨膜的G蛋白偶联受体和单次跨膜的酪氨酸激酶受体等。
这些跨膜受体的N端通常负责与外部信号分子的结合，C端则与细胞内信号转导通路相连。
二、蛋白质激酶的活化当外界信号与受体蛋白结合后，受体蛋白将被激活，从而导致下游信号转导分子被激活。
其中有最重要的一类信号转导分子就是蛋白质激酶。
蛋白质激酶是一种酶，可以将蛋白质从不活性状态转变为活性状态，从而控制下游信号转导分子的功能。
三、蛋白质的磷酸化激活的蛋白质激酶通常会磷酸化下游信号转导分子。
蛋白质磷酸化是细胞内信号转导中最为基本的反应之一，它可以引起下游蛋白的构象改变、酶活性改变、互作关系的改变等。
磷酸化的结果是使下游分子的功能改变，从而产生了降解、转运和合成等生命活动的变化。
四、信号放大与调节为了有效地传递和放大信号，通常需要一定的放大机制。
对于多数细胞内信号分子的反应，前一段反应产物通常是后一段反应的催化剂，从而传递和放大了信号。
此外，信号也需要受到调节，以确保正确的信号转导。
调节的机制可能包括某些分子的抑制与调制，或是某些分子的特性改变。
五、信号的传递与下游反应信号的传递和下游反应的过程涉及一系列的信号转导分子和调节因子。
下游反应主要包括基因表达的改变、特定蛋白质的转运、酶的激活与降解等。
这些下游反应可以促进细胞生长、分化、凋亡、代谢等生命活动。
细胞内信号转导的分子机制是一个庞大复杂的系统，涉及多个分子的相互作用和调节。
在细胞内信号传递过程中，各个分子、酶、激酶等都起着至关重要的作用。
细胞内信号转导的机制
细胞内信号转导的机制细胞内信号转导是指细胞接收外界的信号后，通过一系列的化学反应将信号转导至细胞内部，并触发一系列细胞内的生理反应。
这一过程对于细胞的功能调控和维持生命活动至关重要。
本文将介绍细胞内信号转导的机制。
一、信号传导的起始：受体激活细胞内信号转导的起始点是外界信号分子与细胞膜上的受体相互作用，从而激活受体。
受体可以是细胞膜上的受体（如G蛋白偶联受体、离子通道受体等），也可以是细胞质内或细胞核内的受体（如核受体）。
当受体与信号分子结合后，受体会发生构象变化，从而激活受体的功能。
激活的受体能够进一步与其他蛋白质相互作用，诱导下游信号传导分子的激活。
二、信号转导的传递：下游分子的活化与级联反应经过受体的激活后，信号会被转导至下游的一系列分子。
这些下游分子一般是细胞内的蛋白质，它们相互作用、磷酸化等分子修饰过程，从而传递信号。
这些分子可以被分为两类：一类是激活型蛋白质，另一类是酶。
激活型蛋白质会通过蛋白质间的相互作用，形成蛋白质复合物。
这些复合物的组合形式各异，可以促进信号的传递、扩大信号强度或调节信号的方向性。
在复合物中，参与的蛋白质会相互调控，进而调控下游效应蛋白质的激活状态。
酶在信号转导过程中也扮演着重要的角色，特别是激酶。
激酶具有磷酸化底物的功能，通过磷酸化下游的蛋白质，改变它们的活性状态。
磷酸化反应是细胞内信号传导最为重要的一种分子修饰方式，通过改变蛋白质的磷酸化状态，可以改变其结构、功能和相互作用方式。
三、信号响应：转录调控和效应物质的释放通过信号转导的传递，信号最终会到达细胞核或细胞质内，激活转录因子或其他调控分子。
转录因子的激活会导致转录水平的变化，从而调控基因的表达。
这种调控方式在细胞功能和生理过程中起到重要作用，能够影响细胞的分化、增殖、凋亡等生理活动。
除了通过转录调控，信号转导还可以直接影响效应物质的释放。
例如，在神经递质信号传递中，信号分子的释放是通过胞外信号途径实现的；而在内分泌系统中，信号分子的释放通过腺体内分泌细胞的兴奋和促分泌信号的传递来实现。
细胞信号转导的分子机制
细胞信号转导的分子机制
细胞信号转导是指细胞内分子信号传递的过程。
它是维持生命活力、康复和发
展的基本过程之一，它不仅与新陈代谢和细胞生长的调控有关，还与疾病的发展和细胞死亡有关。
细胞信号转导的分子机制
细胞内信号传递是指在细胞外发生信号分子或细胞因子与上皮细胞结合后，通
过膜内或细胞内信号转导途径，向细胞内传递信息，进而介导细胞内的生化反应。
在细胞内，信号分子会触发细胞膜上的特定受体，这些受体是膜上蛋白质，它
们能够识别与之结合的信号分子。
当信号分子与受体结合时，会在受体的内部激活蛋白质分子，这些蛋白质会进一步传递信号，最终引发一系列的细胞生理反应。
细胞信号转导的分子机制包括三个主要阶段：
阶段一：信号的接收和识别
信号分子在细胞外空间与受体结合，受体的结构和构型与细胞外信号分子相互
匹配，触发各种酶的激活和转运。
阶段二：信号的放大和传递
信号的传递是由蛋白激酶级联或蛋白激酶间级联的方式实现。
一旦受体被激活，会引发下游蛋白的激活和级连反应，直到达到细胞内科学或异质细胞之间的联络。
阶段三：所激活的生理反应
信号的传递最终导致的反应包括细胞增殖、分化、分泌、迁移等。
了解细胞信号转导的分子机制，对于人类疾病的治疗和康复，有着至关重要的
作用。
例如，靶向肿瘤细胞信号转导途径的新药物可以阻断癌细胞的生长和扩散，从而对癌症的治疗起到关键的作用。
此外，越来越多的研究表明，细胞信号转导途径与多种心血管疾病、神经退行性疾病和免疫系统疾病有关。
细胞信号转导的进一步研究将有助于我们更好地掌握生命的奥秘，对于相关疾病的治疗与康复具有非常重要的意义。
19细胞信号转导的分子机制3节课件
Receptor tyrosine kinases
目录
Receptor tyrosine kinases
目录
SH2结构域（Src Homology 2 结构域）：约100个氨基 酸组成，介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白分子结合。
SH3结构域（Src Homology 3 结构域）：约50~100个 氨基酸组成，介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。
目录
JNK/SAPK途径参与应激(反应) JNK/SAPK的级联激活过程：
MEKK（MAPKKK） JNKK（MAPKK） JNK/SAPK（MAPK）
目录
P38-MAPK亚家族介导炎症、凋亡等应激（反应） P38-MAPK的级联激活过程：
凋亡信号调节激酶 （apoptosis signal regulating kinase 1，ASK1）
• 增强其活性的因子：如鸟嘌呤核苷酸交换因子
（guanine nucleotide exchange factor，GEF）和鸟 苷酸释放蛋白（guanine nucleotide release protein， GNRP）；
• 降低其活性的因子：如鸟嘌呤核苷酸解离抑制
因子（guanine nucleotide dissociation inhibitor， GDI）和GTP酶活化蛋白（GAP）等。
JAK家族 核内PTK
JAK1、 JAK2、 JAK3等
Abl、Wee
与一些白细胞介 素受体结合存在 于质膜内侧
细胞核
介导白细胞介素受体活化信号 参与转录过程和细胞周期的调节
目录
三、信号转导蛋白可通过蛋白质相 互作用传递信号
信号转导通路中有许多信号转导分子是没有酶活 性的蛋白质，它们通过分子间的相互作用被激活、 或激活下游分子。
第十九章 细胞信号转导
第十九章细胞信号转导一、内容提要细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程，主要由信号分子的识别与接受，信号在细胞内的放大与传递，以及特定生物学效应的产生三个过程组成。
信号分子是指由特定的信号源（细胞）产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于靶细胞并产生特异应答的一类化学物质，包括激素、神经递质、细胞因子、生长因子及无机物等几大类。
由信号细胞释放的信号分子，需经扩散或转运，才能够到达靶细胞产生作用。
根据传递距离的远近，可将信号分子的传递分为内分泌、旁分泌和自分泌信号传递三种方式。
受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，它们能够识别与结合化学信号分子，并触发靶细胞产生特异的生物学效应。
按照受体存在的亚细胞部位的不同，可将其分为细胞膜受体和细胞内受体二大类，前者又分为跨膜离子通道受体、G蛋白偶联受体和单跨膜受体。
受体的作用特点包括高度的亲和力、高度的特异性、可逆性、可饱和性及特定的作用模式等。
由细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称为细胞信号转导途径，目前已经鉴定的细胞信号转导途径达10多条。
大多数的激素、神经递质、生长因子和细胞因子通过膜受体介导的信号转导途径传递信号，这些信号转导途径的共同特征都是通过一系列的级联反应，以激活特定的蛋白激酶并对其底物蛋白或酶进行共价修饰，从而产生特定的生物学效应。
在这些信号转导途径中，以环核苷酸（cAMP和cGMP）作为第二信使的信号转导途径是目前较为清楚的信号转导途径。
除此之外，以脂类衍生物，如IP3、DAG、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P3等作为第二信使的信号转导途径，以及以钙离子作为第二信使的Ca2+信号转导途径也越来越受到重视。
而胰岛素、生长因子及细胞因子则主要通过酪氨酸蛋白激酶（TPK）信号转导途径传递信号。
亲脂性的激素主要通过胞内受体介导的信号转导途径传递信号，这一途径通过活化受体调控特异基因的转录表达来产生特定的生物学效应。
细胞信号转导与调控的分子机制
细胞信号转导与调控的分子机制随着科技的不断发展，人们对于细胞信号转导与调控的研究越来越深入。
这个领域的研究涉及了组织构建、细胞激活、信号传导、基因表达等方面。
信号转导是细胞内部的一种化学反应行为，它涉及到多个分子之间的相互作用，从而引导了细胞内的各种生理行为。
本文将主要介绍细胞信号转导与调控的分子机制，以及相关的研究进展。
一、细胞信号转导的基本过程细胞信号转导的基本过程包括信号输入、信息传递、信号放大及转化、反馈调控等环节。
信号输入主要是针对细胞表面的信号受体进行识别并相应地激活。
信息传递主要是指针对信号受体激活后，会引起一系列的分子反应，进而将信号从表面转化到细胞内部。
信号放大及转化是指，在信息传递的过程中，信号会不断地得到扩大和转化。
反馈调控主要是指在信号放大及转化的过程中，会对反馈回来的信号进行调控，以达到细胞内稳态的调节。
信号输入是细胞信号转导的第一步，其主要包括以下几个环节：信号感受器介导信号输入、信号转导途径进行信号传递、信号反馈调控保持细胞内稳态。
细胞表面的信号受体分为直接输入型和间接输入型。
直接输入型主要是指细胞内质膜上的离子通道类受体和酪氨酸激酶类受体等。
间接输入型主要是指细胞外的信号分子与受体结合之后，引起细胞内分子的变化，从而触发另一种类型的受体。
信息传递是细胞信号转导的第二步，其主要过程为：信号感受器激活、次级信号分子级联激活、信号传递途径的选择和信号蛋白的激活。
信号感受器会引发次级信号分子级联激活，从而将信号从表面转移到细胞内部。
信号传递途径的选择是根据不同的信号分子、信号感受器和信号蛋白的特点来选择的。
信号输出是细胞信号转导的第三步，其主要过程为：信号放大、信号转化、反馈调控和下游效应等。
信号放大主要是指在信号传递的过程中，信号会不断地得到扩大和转化，并引发下游效应。
信号转化主要是指将一种类型的信号转化为另一种类型的信号，从而达到更好的信号传递效果。
反馈调控主要是指在信号放大和转化的过程中，会对反馈回来的信号进行调控，以达到细胞内稳态的调节。
马昌杯 第19章 细胞信号转导的分子机制 2014-11-26
1、蛋白质可逆磷酸化是控制信号转导分子的最主要方式
ATP ADP
Thr Ser -OH Tyr
酶或蛋白质
蛋白激酶
Thr Ser -O-PO32-
蛋白磷酸酶
Pi H2 O
Tyr
磷酸化的 酶或蛋白质
36
2、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 是主要的蛋白激酶 蛋白激酶是催化ATP γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨 基酸残基上的一大类酶。 蛋白激酶的分类
神经分泌 化学信号的名称 神经递质 作用距离 受体位臵 举例 内分泌 激素 自分泌及旁分泌 细胞因子 mm 膜受体 表皮生长因子 神经生长因子
8
nm m 膜受体 膜或胞内受体 乙酰胆碱 胰岛素 谷氨酸 生长激素
（二）膜结合型信号分子需要细胞间接触才能传递信号
当细胞通过膜表面分子发 出信号时，相应的分子即为膜 结合型信号分子，亦称为配体， 而在靶细胞表面与之特异性结 合的分子（受体），则通过这 种分子间的相互作用而接收信 号，并将信号传入靶细胞内。 这种细胞通讯方式称为膜表面 分子接触通讯。
19
2．磷酸二酯酶催化环核苷酸水解 细胞内有水解cAMP和cGMP的磷酸二酯酶
（phosphodiesterase，PDE）；
PDE对cAMP和cGMP的水解具有相对特异性；如，
PDE2可水解cGMP和cAMP，
cAMP特异性PDE有PDE3和PDE4。
20
3．环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性 1）蛋白激酶A是cAMP的靶分子 cAMP作用于cAMP依赖性蛋白激酶（cAMPdependent protein kinase，cAPK），即蛋白激 酶A（protein kinase A，PKA）。 PKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或苏 氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底物 分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子通 道和某些转录因子 。
细胞膜信号转导通路的分子机制
细胞膜信号转导通路的分子机制细胞膜信号转导通路首先涉及到信号受体的激活。
常见的信号受体有离子通道受体、酪氨酸激酶受体、七膜通受体等。
当外界刺激物与受体结合时，受体发生构象变化，从而激活其激酶活性或导致通道开放等反应。
激活的受体能够启动下游信号传导分子的级联反应。
信号传导蛋白是细胞膜信号转导通路的关键分子。
其中，最重要的是酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体激活的二聚体蛋白。
酪氨酸激酶是一种跨膜受体激酶，当受体激活时，其自身的酪氨酸激酶活性会被激活，进而磷酸化特定底物蛋白，以传递信号。
G蛋白偶联受体通过与G蛋白互作，来介导信号的传递。
当G蛋白偶联受体激活时，G蛋白的α亚单位将释放GTP 并与下游的酶或离子通道结合，从而调节细胞内二次信号的产生，如腺苷酸环化酶的激活、离子通道的打开等。
信号传导蛋白激活后，它们会通过级联反应传递信号。
常见的级联反应包括蛋白激酶级联反应和细胞核内的转录调控等。
蛋白激酶级联反应是细胞内最常见的传递信号方式，通过磷酸化机制来调节底物蛋白的活性和功能。
信号传递过程中，蛋白激酶的活性一般会被抑制，当信号传递到下游分子时，蛋白激酶的抑制会被解除，进而激活下游的蛋白激酶。
细胞核转录调控是蛋白激酶信号传递的重要终点，经过级联反应后，活性的转录因子会进入细胞核，与DNA结合，进而调节靶基因的转录水平。
细胞膜信号转导通路还涉及到一些调节因子的作用。
一种重要的调节因子是细胞内的第二信使。
第二信使是一些小分子，如cAMP（环化腺苷酸）、cGMP（环化鸟苷酸）、IP3（肌醇三磷酸）等，它们在细胞内起到信号传递和调节作用。
当受体激活时，第二信使会迅速产生并传播到細胞内，从而调节下游的效应蛋白的活性。
总结起来，细胞膜信号转导通路的分子机制是一个复杂的网络，包括信号受体激活、信号传导蛋白的级联反应和细胞核内的转录调控等。
这个过程涉及到多种分子和机制的协同作用，以实现细胞对外界刺激的敏感性和适应性调节。
了解这些细胞膜信号转导通路的分子机制有助于深入理解细胞内信号传递的重要机制，并为相关疾病的治疗和药物研发提供理论依据。
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细胞信号转导
Cellular Signal Transduction
1
细胞间信息传递的几个概念
细胞通讯（cell communication）是体内一部分细 胞发出信号，另一部分细胞（target cell）接收 信号并将其转变为细胞功能变化的过程。
信号转导（signal transduction）
Alfred Gilman （1941-）
生物学效应 细胞增殖、分化和凋亡
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（三）蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号 蛋白质酪氨酸激酶
（Protein Tyrosine kinase，PTK）
催化蛋白质分子中的酪氨酸残基 磷酸化。
• 受体型PTK：生长因子类受体属于PTK
• 非受体型PTK ：细胞内蛋白质信号转导分子
40
受体型PTK
• 钙调蛋白（calmodulin，CaM）可看作是细胞 内Ca2+的受体。
CaM
Ca2+ Ca2+ CaM 2+ 2+ Ca Ca
• CaM被激活后，作用于Ca 2+/CaM-依赖性蛋白
激酶（CaM-K） 。
32
（四）NO的信使功能与cGMP相关
NO合酶(nitric oxide synthase)介导NO生成
21
PKA底物举例
底物(酶或蛋白质)名称 糖原合酶 磷酸化酶 b 激酶 受调节的通路 糖原合成 糖原分解
丙酮酸脱氢酶
激素敏感脂酶 酪氨酸羟化酶 组蛋白H1 、组蛋白 H2B 蛋白磷酸酶1抑制因子1 转录因子CREB
丙酮酸→乙酰辅酶A
甘油三脂分解和脂肪酸氧化 多巴胺、肾上腺素和去甲肾上 腺素合成 DNA聚集 蛋白去磷酸化 转录调控
激酶 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 蛋白酪氨酸激酶 蛋白组/赖/精氨酸激酶 蛋白半胱氨酸激酶 蛋白天冬氨酸/谷氨酸激酶 磷酸基团的受体 丝氨酸/苏氨酸羟基 酪氨酸的酚羟基 咪唑环，胍基，ε-氨基 巯基 酰基
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3、蛋白磷酸酶衰减蛋白激酶信号 蛋白质磷酸（酯）酶(phosphatidase)催化磷酸化的 蛋白分子发生去磷酸化，与蛋白激酶共同构成 了蛋白质活性的开关系统。 无论蛋白激酶对于其下游分子的作用是正调节还 是负调节，蛋白磷酸酶都将对蛋白激酶所引起 的变化产生衰减信号。
12
（三）受体与配体结合的特性：
•高度专一性（特异性）
•高度亲和力 （信息分子浓度<10-8 mol/L）
•可饱和性
•可逆性（非共价的）
•特定的作用模式
配体-受体结合曲线
13
第二节
细胞内信号转导分子
Intracellular Signal Molecules
14
细胞内信号转导分子分为三大类：
一、小分子第二信使：cAMP, cGMP,
(formation or depolymerization)
④改变小分子信使的细胞内浓度或分布 (concentration or distribution)
16
一、第二信使结合并激活下游信号转导分子
（一）小分子信使传递信号具有相似的特点 1、上游信号转导分子使第二信使的浓度升高 或分布变化
2、小分子信使浓度可迅速降低 3、小分子信使激活下游信号转导分子
DAG, IP3, PIP2, Ca2+等）
二、酶：腺苷酸环化酶， 磷脂酶C， 蛋白激酶等
三、调节蛋白：G蛋白
15
受体及信号转导分子传递信号的基本方式：
①改变细胞内各种信号转导分子的构象
(conformation)
②改变信号转导分子的细胞内定位
(localization)
③促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚
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2．磷酸二酯酶催化环核苷酸水解 细胞内有水解cAMP和cGMP的磷酸二酯酶
（phosphodiesterase，PDE）；
PDE对cAMP和cGMP的水解具有相对特异性；如，
PDE2可水解cGMP和cAMP，
cAMP特异性PDE有PDE3和PDE4。
20
3．环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性 1）蛋白激酶A是cAMP的靶分子 cAMP作用于cAMP依赖性蛋白激酶（cAMPdependent protein kinase，cAPK），即蛋白激 酶A（protein kinase A，PKA）。 PKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或苏 氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底物 分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子通 道和某些转录因子 。
5
细胞信号转导的基本路线
细胞外信号
受体
细胞内多种分 子的浓度、活 性、位置变化
细胞应答反应
6
一、细胞外化学信号有可溶型和膜结合型两种形式
（一）可溶型信号分子作为游离分子在细胞间传递
可溶型信号分子可根据其溶解特性分为 脂溶性化学信号和水溶性化学信号两大类
可溶型
7
根据体内化学信号分子作用距离，将其分为三类： 可溶型信号分子的分类
22
4分子cAMP
23
2）蛋白激酶G是cGMP的靶分子 cGMP作用于cGMP依赖性蛋白激酶（cGMPdependent protein kinase，cGPK），即蛋白激 酶G（protein kinase G，PKG）。 4．蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子 一些离子通道也可以直接受cAMP或cGMP 的别构调节。
膜受体
胞内受体
水溶性和脂溶性化学信号的转导
11
（二）受体结合配体并转换信号
受体识别并与配体结合，是细胞接收外源信号 的第一步反应。 受体有两个方面的作用：一是识别外源信号分 子并与之结合；二是转换配体信号。 1、细胞内受体能够直接传递信号或通过特定的 通路传递信号 2、膜受体识别细胞外信号分子并转换信号
+
H2N NH
NH2
H2N
O NH
NO合酶
＋ NO
H2N
+
COO-
H2N
+
COO-
精氨酸
胍氨酸
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NO在很多组织、系统发挥生理或病理作用。
受NO激活和抑制的酶和蛋白质
NO作用
激活
酶和蛋白质
ADP-核糖转移酶，可溶性鸟苷酸环化酶, 环氧化酶 细胞色素，顺乌头酸酶，质子ATP酶，运铁蛋白，
抑制 激活或抑制
（一）蛋白激酶/蛋白磷酸酶是信号通路开关分子
1、蛋白质可逆磷酸化是控制信号转导分子的最主要方式
ATP ADP
Thr Ser -OH Tyr
酶或蛋白质
蛋白激酶
Thr Ser -O-PO32-
蛋白磷酸酶
Pi H2 O
Tyr
磷酸化的 酶或蛋白质
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2、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 是主要的蛋白激酶 蛋白激酶是催化ATP γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨 基酸残基上的一大类酶。 蛋白激酶的分类
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• 导致胞液游离Ca2+浓度升高的反应有两种：
一是细胞质膜钙通道开放，引起钙内流； 二是细胞内钙库膜上的钙通道开放，引起钙释放。 胞液Ca2+可以再经由细胞质膜及钙库膜上的钙
泵（Ca2+-ATP酶）返回细胞外或胞内钙库，
以消耗能量的方式维持细胞质内的低钙状态。
31
2. 钙离子的下游信号转导分子是钙调蛋白
Ras蛋白是第一个被发现的小G蛋白，因此这类蛋 白质被称为Ras家族，因为它们均由一个GTP酶 结构域构成，故又称Ras样GTP酶。
Ras的活化及其调控因子
GTP酶活化蛋白：降低活性
Ras
GTP
GAP SOS
鸟苷酸释放因子：增强活性
Ras
GDP
on
off
45
1994年诺贝尔生理医学奖 “G蛋白的发现”
膜结合型
9
二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号
1.受体（receptor）： 细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并 与之结合的蛋白质分子，个别糖脂也具有受体 作用。
2.配体：
能够与受体特异性结合的分子称为配体。 可溶性和膜结合型信号分子都是常见的配体。
10
（一）受体有细胞内受体和膜受体两种类型
41
三、信号转导蛋白通过蛋白质相互作用传递信号
（一）G蛋白的GTP/GDP结合状态决定信号通路的开关
鸟苷酸结合蛋白 简称G蛋白 （guanine nucleotide binding protein）
G蛋白主要有两大类： 异源三聚体G蛋白 GDP G G 低分子质量G蛋白
小G蛋白 典型代表 Ras
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（二） MAPK级联激活是多种信号通路的中心
丝裂原活化蛋白激酶（激活，逐级磷酸化） （mitogen -activated protein kinase, MAPK） * 丝/苏蛋白激酶
*受细胞外刺激激活
*在所有真核细胞中高度保守 *通路组成——三级激酶模式 *调节多种重要的 细胞生理/病理过程
核糖核苷酸还原酶，脂加氧酶 氨基的亚硝基化，巯基的亚硝基化
NO激活GC，cGMP水平升高，激活PKG， 使靶蛋白磷酸化，引起肌松弛
34
除了NO以外，一氧化碳（carbon monoxide，
CO）、硫化氢（sulfureted hydrogen，H2S）
的第二信使作用近年来也得到证实。
35
二、许多酶可通过其催化的反应而传递信号
磷脂酶（phospholipase，PL）， 最重要的是磷脂酶C（PLC）
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磷脂酶C催化DAG和IP3的生成
磷脂酶C
磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸
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PI-3激酶催化各种磷脂酰肌醇磷酸化
PI PIP PIP2 磷脂酰肌醇-3激酶 （PI-3K） PI-3-P PI-3,4-P2 PI-3,4,5-P3