第十二章 细胞的信号转导

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2.细胞外信号的分类 （1）根据细胞外信号的特点及作用方式分类： 激素——胰岛素、甲状腺素、肾上腺素 神经递质——乙酰胆碱、去甲状腺素 局部化学介质—— 生长因子、前列腺素、NO （2）根据与受体结合后细胞产生效应不同分类： 激动剂： 拮抗剂：
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受体：膜受体 胞内受体
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（一）膜受体类型
离子通道受体 催化受体（TPKR) 偶联G蛋白受体
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调节膜的Na+-H+交 换器；Na+入胞H+出 胞，pH↑细胞分裂
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甘油二酯和三磷酸肌醇途径与cAMP途径比较
途径 效应器
底物 第二信使 G蛋白
cAMP途径
甘油二酯和三磷酸肌醇途径
AC
磷脂酶C（PLC) PIP2
IP3
ATP
cAMP 需要
(4,5-二磷酸肌醇)
鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase GC）
以一种类似于AC的方式分解GTP成为cGMP，后者
是信号传递系统中另一个较早被确认的第二信使。 GC以两种形式存在于细胞中，一是膜结合形式，而 是可溶性与细胞质中
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结合部位
以神经肽为主
谷氨酸、乙酰 胆碱、组胺等
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cGMP信号途径与cAMP途径比较
cAMP途径 效应器 第二信使 含量 功能 分布
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cGMP途径 GC cGMP 少 分裂 GC在膜或细胞质中
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AC cAMP 多 分化 AC在膜上
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三、二酯酰甘油/三磷酸肌醇信使体系
细胞分裂 cAMP↓ cAMP-CaM CaM激酶
主讲教师：李中文 生物科学系细胞生物学教研室
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第十二章
细胞的信号转导
(Cell signal transduction)
第一节 细胞外信号 第二节 受体 第三节 细胞内信使 第四节 信号转导与蛋白激酶 第五节 信号转导与疾病 课后思考题
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IP3
Ca2+￪
CaM
配 体
受 体
G
PLC
PIP2 DG PKC
底物 蛋白 NO合 细胞 PH￪
成酶 NO￪
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生物学效应 2013-7-10
cGMP￪ PKG第十二章 细胞的信号转导
GC
PLC
DAG
蛋白激酶C PKC G蛋白
IP3受体的分子量为 313000的蛋白质分子， 与肌浆网上的膜通道膜 受体高度同源其羧基端 有七个跨膜区，并形成 可调控的Ca2+的通道
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羧基末端与氨基末
端均朝向细胞外
跨膜区
由 2、、、 等 五个亚单位构成
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2.G蛋白偶联受体
胞外区：N末端，糖基化位点 胞膜结构区：7个跨膜螺旋 螺旋结构——受体配体结合区域 胞质内的细胞内环——G蛋白识别区域 胞内区：C末端 ，磷酸化位点
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G蛋白的作用机制
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G蛋白偶联信号传递过程
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静息状态
恢复静息状态
受体配体接合
与、分离，暴 露于AC的结合部 位，激活效应蛋白
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亚基、
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第二节 受体
一、受体种类
二、受体作用的特点
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受体（receptor）：是存在于胞膜或胞内的
特殊蛋白质，能特异性识别并结合胞外信号 分子，进而激活胞内一系列生物化学反应， 使细胞对外界刺激产生相应的效应。 配体（ligand）：是与受体结合的生物活性 物质的统称，包括激素、神经递质、生长因 子、某些药物和毒物等。
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第一节 细胞外信号
第一信使（first
messenger）:由细胞分泌 的、能够调节机体功能的一大类生物活性物 质，它们是细胞间通讯的信号。 1.细胞外信号的作用机制 与细胞膜上或细胞浆内特定的受体结合， 将信息转导给细胞浆或细胞核中的功能反应 体系，启动细胞产生效应。
各有一个磷酸化位点
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G蛋白：鸟苷酸结合蛋白的总称，其共同特征是：
由三个亚单位组成； 位于细胞膜受体与效应器之间的转导蛋白；
具有结合GDP或GTP的能力，有GTP酶活性；
可激活效应蛋白，实现信息转导功能。 有Gs和Gi两型
A.G.Gilman和M.Rodbell
因为在G蛋白发现过程中 作出重要贡献而获得1994 年医学和生理学诺贝尔奖 2013-7-10 第十二章 细胞的信号转导
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cAMP的生物学效应：激活PKA
无活性的PKA
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活化的PKA
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蛋白质磷酸酶可以终止蛋白激酶的效应
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cAMP信号途径信号 传递过程总结
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二、cGMP信使体系
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1.鸟苷酸环化酶与 cGMP
受体的抗体，抗体与受体结合，封闭了乙酰胆碱
的作用、并促使乙酰胆碱分解，使患者体内的受 体明显减少，是通过乙酰胆碱受体进行信号转导 的过程发生障碍。出现重症肌无力。
DG
(三磷酸肌醇) (甘油二脂)
需要
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第四节 信号转导与蛋白激酶
一、信号转导的特点 二、蛋白激酶 三、几种细胞信号转导通路(自学)
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章节概念
信号转导（signal
transduction）：细胞之 间联系的信号通过与细胞膜上或胞内的受体 特异性结合，将信号转换后传给相应的胞内 系统，使细胞对外界信号作出适当反应的过 程。 信号网络（signaling network）：细胞内存 在多种型号转导方式及途径，彼此间可交叉 控制，构成的复杂网络。
一、cAMP信使体系
二、cGMP信使体系
三、二酯酰甘油/三磷酸肌醇信使体系(了解)
四、钙离子/钙调蛋白信使体系(了解)
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细胞内信使:是指受体被激活后在细胞内产生
的、能介导信号转导的活性物质，称为第二 信使（second messenger） 第二信使： cAMP 、cGMP、IP3（三磷酸 肌醇）、DG（二酯酰甘油）、NO。Ca2+通常被称 为第三信使。
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3.酪氨酸激酶蛋白激酶型受体
位于细胞质中 位于细胞膜上 配体：胰岛素生长因子
PDGF
EGF
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跨膜区 单次跨膜, 疏水
配体接合区 （胞外区）
起着受体的作 用,与配体接合
结构域
自身磷酸化,形成
激酶活性区 （胞内区） 具有酪氨酸 激酶的活性
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（自学）
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无活性磷 酸化激酶
无活性 磷酸化酶
酶 的 级 联 活 化
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激 素 Rs
Ri
Gs
Gi
AC
cAMP
代谢有关的 酶的活化
cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA) 基因调控蛋白
基因转录
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二、受体作用的特点
1.受体能选择性地与特定配体结合
2.受体与配体的结合力强 3.受体配体结合后显示可饱和性 4.受体配体的结合具有可逆性 5.受体配体的结合可通过磷酸化和去磷酸化
进行调节
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第三节 细胞内信使
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【重点】 1、基本概念：信号转导、第一信使、膜受体、 细胞识别、G蛋白、第二信使、级联反应； 2、膜受体的分子结构与类型； 3、G蛋白的组成、生物学特性和作用机制；