第15章细胞信号转导
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细胞的信号转导医学细胞生物学
细胞信号转导的分类
01
根据信号分子种类的不同，细胞信号 转导可以分为亲脂性信号转导和亲水 性信号转导。
02
亲脂性信号转导主要涉及类固醇激素 、甲状腺激素等脂溶性激素，而亲水 性信号转导则涉及氨基酸、肽类、核 苷酸等水溶性分子。
03
此外，根据信号转导途径的不同，细 胞信号转导还可以分为受体介导的信 号转导和非受体介导的信号转导。受 体介导的信号转导主要涉及配体-受 体相互作用，进而激活一系列的信号 分子和酶促反应；而非受体介导的信 号转导则主要涉及细胞内某些化学反 应或物理刺激引起的信号转导。
指导。
新药靶的抗肿瘤作用研究
要点一
总结词
新药靶的抗肿瘤作用研究是信号转导领域的重要应用方向 ，旨在开发针对肿瘤细胞特异信号通路的创新药物。
要点二
详细描述
肿瘤的发生发展与细胞信号转导通路的异常密切相关。针 对新发现的靶点，研究者们会评估其在抗肿瘤中的作用， 包括抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡、抑制肿瘤血管生 成等方面。通过体外实验和临床试验，验证新药靶在抗肿 瘤治疗中的潜在应用价值，为肿瘤治疗提供新的策略和药 物候选物。
02 医学细胞生物学基础
医学细胞生物学定义
医学细胞生物学是一门研究细胞的结 构、功能、生长、发育、代谢、遗传 和疾病等生命现象的科学。它以细胞 为基本单位，研究细胞的组成、结构、 功能和相互关系，以及细胞在生命活 动中的作用和变化规律。
VS
医学细胞生物学是医学领域中一门重 要的基础学科，它为医学研究和临床 实践提供了重要的理论基础和技术支 持。
信号转导与疾病的诊断
分子标志物
信号转导相关分子可作为疾病诊断的标志物。例如，某些癌症患者体内存在异常激活的信号转导分子，这些分子可作 为癌症诊断的指标。
植物生理学—信号转导1
第七章
植物细胞信号转导
植物细胞信号转导的概念、特点 研究内容和意义
植物细胞信号转导过程
刺激与感受 信号转导 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应
§1 植物细胞信号转导概述 • 植物生命活动
– 物质代谢 – 能量转化 – 信息流 物质流 信息流 能量流
• 一种特殊的代谢过程 • 传递环境变化的信息 • 调节和控制物质与能量代谢\生理反应\生长发育 物质流、能量流一起组成植物体的生命活动全过程
生效应。自然条件下发生涝害或淹水时植株体内就经常存在
这类信号的传递。
胞间信号的传递
2.化学信号的韧皮部传递 韧皮部是同化物长距离运输的主要途径，也是化学信号 长距离传递的主要途径。植物体内许多化学信号物质，如ABA、 JA-Me、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。 一般韧皮部信号传递的速度在0.1～1mm·s-1之间，最高可达 4mm·s-1。 3.化学信号的木质部传递 化学信号通过集流的方式在木质部内传递。 近年来这 方面研究较多的是植物在受到土壤干旱胁迫时，根系可迅速 合成并输出某些信号物质，如ABA。根系合成ABA的量与其受 的胁迫程度密切相关。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶 片，并影响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生长和气孔的 开放。
异三聚体G蛋白
小G蛋白
1. 2. 3. 4.
静息态； 胞间信号与受体结合； G蛋白与受体结合被激活，甩去GDP,暴露GTP结合位点； G蛋白与GTP结合，蛋白质构象改变，脱去效应器活性 位点抑制因子β亚基； 5. 激活的G蛋白水解GTP,触发效应器，把胞间信号转换位 胞内信号； 6. G蛋白重新结合β亚基回到原初构象，恢复静息态。
膜表面受体主要有三类
• 目前研究接受外界信号必需的植物受体主要有 三种： 植物激素受体 光信号受体（包括对红光和远红光敏感的 光敏色素、对蓝光敏感的蓝光受体和对紫外敏 感的紫外光受体） 感病诱导因子受体。 现在对光敏色素的研究比较深入，对植物激素受体的
植物细胞信号转导
植物细胞信号转导的概念、特点 研究内容和意义
植物细胞信号转导过程
刺激与感受 信号转导 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应
§1 植物细胞信号转导概述 • 植物生命活动
– 物质代谢 – 能量转化 – 信息流 物质流 信息流 能量流
• 一种特殊的代谢过程 • 传递环境变化的信息 • 调节和控制物质与能量代谢\生理反应\生长发育 物质流、能量流一起组成植物体的生命活动全过程
生效应。自然条件下发生涝害或淹水时植株体内就经常存在
这类信号的传递。
胞间信号的传递
2.化学信号的韧皮部传递 韧皮部是同化物长距离运输的主要途径，也是化学信号 长距离传递的主要途径。植物体内许多化学信号物质，如ABA、 JA-Me、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。 一般韧皮部信号传递的速度在0.1～1mm·s-1之间，最高可达 4mm·s-1。 3.化学信号的木质部传递 化学信号通过集流的方式在木质部内传递。 近年来这 方面研究较多的是植物在受到土壤干旱胁迫时，根系可迅速 合成并输出某些信号物质，如ABA。根系合成ABA的量与其受 的胁迫程度密切相关。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶 片，并影响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生长和气孔的 开放。
异三聚体G蛋白
小G蛋白
1. 2. 3. 4.
静息态； 胞间信号与受体结合； G蛋白与受体结合被激活，甩去GDP,暴露GTP结合位点； G蛋白与GTP结合，蛋白质构象改变，脱去效应器活性 位点抑制因子β亚基； 5. 激活的G蛋白水解GTP,触发效应器，把胞间信号转换位 胞内信号； 6. G蛋白重新结合β亚基回到原初构象，恢复静息态。
膜表面受体主要有三类
• 目前研究接受外界信号必需的植物受体主要有 三种： 植物激素受体 光信号受体（包括对红光和远红光敏感的 光敏色素、对蓝光敏感的蓝光受体和对紫外敏 感的紫外光受体） 感病诱导因子受体。 现在对光敏色素的研究比较深入，对植物激素受体的
生物化学和分子生物学：第15章细胞信号转导
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）。
目录
cGMP激活PKG示意图
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。 •视杆细胞膜上富含cGMP-门控阳离子通道 •嗅觉细胞核苷酸-门控钙通道
diphosphate，PIP2) • 肌醇-1,4,5-三磷酸（Inositol-1,4,5-triphosphate，IP3）
这些脂类衍生物都是由体内磷脂代谢产生的。
目录
1. 磷脂酶和磷脂酰肌醇激酶催化脂类第二信使生成
催化这些信使生成的酶有两类：
• 一类是磷脂酶（phospholipase，PL），催 化磷脂水解，其中最重要的是磷脂酶C （phospholipase C，PLC）；
目录
三、信号分子结构、含量和分布变化是 信号转导网络工作的基础
膜受体介导的信号向细胞内，尤其是细胞核的 转导过程需要多种分子参与，形成复杂的信号 转导网络系统。
构成这一网络系统的是一些蛋白质分子（信号 转导分子，signal transducer）和小分子活性 物质（第二信使，second messenger）。
目录
cAMP激活 PKA影响糖代谢示意图
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 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
受调节的通路
糖原合成 糖原分解 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
细胞信号转导
化学介导因子和气体分子
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
2 受体（receptor）
概念：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信
号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，一般至少 包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效 应的区域 。
类型：细胞内受体：识别和结合小的脂溶性信号分子
细胞表面受体：识别和结合亲水性的信号分子
细 胞
第 信九 号
章 转 导
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯与细胞识别
●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）
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反应的过程。
细胞通讯的三种方式及其反应
1、信号 分子；2、 细胞表面 分子粘着 或连接； 3、细胞 外基质
cAMP
cAMP作用的靶分子
cAMP激活蛋白激酶A
G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的
信号转导系统
腺
信 号 分 子
受 体
苷 G蛋白 酸
环 化
酶
Pro
A
生
激
理
酶
Pro-p 功 能
调
节
Pro Pro-p
调节蛋白的磷酸化 ➢ e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶
转录因子磷酸化 ➢ e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化
Ras途径 1. 具有SH结构域的蛋白质 A. SH: SRC homology
癌基因 Src 中发现的一段序列
B. 二种结构域
SH2--- 识别磷酸化的Tyr残基 e.g. GAP
(和激活受体结合)
GRB2
SH3---- 与其它蛋白质结合
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
2 受体（receptor）
概念：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信
号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，一般至少 包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效 应的区域 。
类型：细胞内受体：识别和结合小的脂溶性信号分子
细胞表面受体：识别和结合亲水性的信号分子
细 胞
第 信九 号
章 转 导
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯与细胞识别
●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）
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反应的过程。
细胞通讯的三种方式及其反应
1、信号 分子；2、 细胞表面 分子粘着 或连接； 3、细胞 外基质
cAMP
cAMP作用的靶分子
cAMP激活蛋白激酶A
G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的
信号转导系统
腺
信 号 分 子
受 体
苷 G蛋白 酸
环 化
酶
Pro
A
生
激
理
酶
Pro-p 功 能
调
节
Pro Pro-p
调节蛋白的磷酸化 ➢ e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶
转录因子磷酸化 ➢ e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化
Ras途径 1. 具有SH结构域的蛋白质 A. SH: SRC homology
癌基因 Src 中发现的一段序列
B. 二种结构域
SH2--- 识别磷酸化的Tyr残基 e.g. GAP
(和激活受体结合)
GRB2
SH3---- 与其它蛋白质结合
《细胞信号转导》课件
03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
南开大学细胞生物学课件15第15章 细胞连接 6-22 puyue
选择素的三个结构域，通过凝集素结构 强地结合在一起，并从
域而识别细胞外表的糖蛋白及糖脂分子 相邻的内皮细胞进入组
上的糖配体。
织。
（三）免疫球蛋白超家族
某些成员属于CAM。作用不依赖Ca2+ 。 有的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子； 有的介导异亲性粘合，如细胞间粘附分子及 脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合 素。
‘’
皮肤、肌肉、结缔组织，
常与I型胶原共分布
Ⅳ [a1(IV)]2[a2(IV)] 390nm 网状 C端球型 不形成纤维束 基膜
V [a1(V)]2[a2(V)] 390nm 细纤维 N端球状 大多间隙组织与I型胶原
[a3(V)]3
共分布
VI [a1(VI)][a2(VI)][a3(VI)]150nm 微纤维 N,C端球状， 大多间隙组织与I型
胶原的组装
细胞内发生的事件
通过分子内 交联
分泌到细胞外发生的事件 分子间交联
三链 装配
前胶原 肽酶
装配
装配
前体肽链 三股螺旋前胶原 胶原
胶原原纤维
胶原纤维
分子内交联
分子间交联
由前体肽转配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由 胶原装配成胶原原纤维那么是通过分子间交联。分子内交联是 指前胶原的三条链之间的赖氨酸残基的交联，分子间的交联是 指不同前胶原间的赖氨酸交联。分子间的交联使得在胶原的尾 部有一个小的间隙别离。平行排列的分子通过前胶原分子N端 与相邻原胶原分子C端的赖氨酸或羟赖氨酸间形成共价键加以 稳定。
M-钙粘素 R-粘素 Ksp-钙粘素 OB-钙粘素 VB-钙粘素 桥粒芯蛋白 桥粒芯胶黏蛋 白
哺乳动物细胞外表的主要钙粘素分子
主要分布组织 着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中） 胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠 胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、 心、肺 成肌细胞、骨骼肌细胞 视网膜神经细胞、神经胶质细胞 肾 成骨细胞 脉管内皮细胞 桥粒 桥粒
生物化学 第15章细胞信号转导
目录
目录
※ G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的蛋白质，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型 On—off malecular switch
目录
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
前列腺素，腺甘为抑制性
目录
1971 年
激素作用的第二信使机制
1982 前列腺素及相关的生物活
诺贝尔奖获得者 Frederick Grant Banting John James Richard Macleod Henry Hallett Dale Otto Loewi Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 目 录
年 度 1992 年 1994 年
1998 年
2000 年
2001 年
重要发现
诺贝尔奖获得者
蛋白质可逆磷酸化调节机制
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
G蛋白及其在信号转导中的 Alfred Gilman，Martin
2、 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用距离较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
3、局部化学介质 （生长因子、细胞因子）
又称旁分泌或自分泌信号(paracrine signal，autocrine signal 特点
目录
※ G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的蛋白质，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型 On—off malecular switch
目录
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
前列腺素，腺甘为抑制性
目录
1971 年
激素作用的第二信使机制
1982 前列腺素及相关的生物活
诺贝尔奖获得者 Frederick Grant Banting John James Richard Macleod Henry Hallett Dale Otto Loewi Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 目 录
年 度 1992 年 1994 年
1998 年
2000 年
2001 年
重要发现
诺贝尔奖获得者
蛋白质可逆磷酸化调节机制
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
G蛋白及其在信号转导中的 Alfred Gilman，Martin
2、 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用距离较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
3、局部化学介质 （生长因子、细胞因子）
又称旁分泌或自分泌信号(paracrine signal，autocrine signal 特点
细胞生物学_15程序性细胞死亡与细胞衰老
增大、染色深、核内有包含物 凝聚、固缩、碎裂、溶解 粘度增加、流动性降低 色素积聚、空泡形成 数目减少、体积增大 碎裂 消失 糖原减少、脂肪积聚 内陷
衰老细胞与“青年期”细胞的比 较
生长旺盛细胞富有 微绒毛
衰老细胞缺乏微绒毛， 体积缩小，呈园球形。
㈡分子水平的变化
⒈DNA：复制与转录受到抑制，但也有个别基因会异常 激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、 断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。 ⒉RNA：mRNA和tRNA含量降低。 ⒊蛋白质：含成下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲 酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性， 可消化性下降，自由基使蛋白质肽断裂，交联而变性。氨 基酸由左旋变为右旋。 ⒋酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、 Fe2+等丢失，酶分子的二级结构，溶解度，等电点发生改 变，总的效应是酶失活。 ⒌脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋 白之间交联，膜的流动性降低。
肝细胞等寿命长于30天，为短于机体寿命的细胞。
皮肤表皮细胞、角膜上皮细胞、血细胞等为快速更 新的细胞，寿命短于30天。
二、体外培养细胞的衰老与Hayflick界限
Hayflick等人的研究证实：关于细胞增殖能力和寿 命是有限的观点。细胞，至少是培养的细胞，不是不死的， 而是有一定的寿命；细胞的增殖能力不是无限的，而是有 一定的界限，这就是著名的Hayflick界限。 他们的工作是对细胞“不死性”学说的彻底否定。研 究发现，物种寿命与培养细胞之间存在着正相关的关系， 即寿命愈长，其培养细胞的传代次数愈多。反之，其培养 细胞的传代次数愈少。
第二节
细胞衰老
一、细胞衰老的概念及特征
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Thr
Ser -O-PO32-
Ser -OH
Tyr 酶蛋白 Pi 磷蛋白磷酸酶 H2O
Tyr 磷酸化的 酶蛋白
2. 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 ①蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶： 包括PKA、PKG、PKC、PKA、 Ca 2+/CaM-依赖性激酶、MAPK ②蛋白酪氨酸激酶: 包括受体型PTK和非受体型PTK
二是转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信号， 并传递至其他分子引起细胞应答。
受体与信号分子结合的特性：
高度的专一性、高度的亲和力、可饱和性、特定的作用模式
目录
受体位置：
细胞表面受体
接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号分子和其它细 胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分 子、粘附分子等。
式；当结合GDP时为非活化状态，使信
号途径关闭。
GTP酶的活性：G蛋白的活化形式有GTP酶的
活性（霍乱毒素可使G蛋白失去GTP酶的活性）。
目录
G蛋白主要有两大类： • 异源三聚体G蛋白：与7次跨膜受体结合，以α、 β、γ亚基三聚体的形式存在于 细胞质膜内侧，简称G蛋白。 • 低分子量G蛋白：Ras蛋白，又叫小G蛋白，也称 P21蛋白。
目录
2、白细胞介素受体通过JAK-STAT途径转导信号（记住名字即可）
目录
细胞信息转导（纲要）
一、细胞信号转导概述 第二信使的概念及种类 二、细胞内信号转导分子 1、cAMP生成及降解所需要的酶及其作用。 2、G蛋白：鸟苷酸（GTP或GDP）结合蛋白，α、β、γ三亚基组成，可与 AC等酶偶联，霍乱弧菌使其持续活化。 三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1、通过胞内受体发挥作用的激素有哪些？ 2、G蛋白偶联受体信号的主要途径是哪些？（cAMP-PKA信号途径等） 3、Grb2通过募集SOS（一种鸟苷酸交换因子）激活Ras，Ras结合GTP时有 活性，它还有GTP酶的活性。 4、酶偶联受体途径（Ras-MAPK途径及JAK-STAT途径）与细胞的生长、 增殖有关。
D.蛋白激酶C
E.酪氨酸蛋白激酶
目录
(6)2006A 下列哪种酶激活后会直接引起cAMP浓度降低 A.磷酸二酯酶酶
B.蛋白激酶A
C.蛋白激酶G
D.蛋白激酶C
E.磷脂酶C
目录
(7)2007A下列关于GTP结合蛋白（G蛋白）的叙述， 错误的是
A.膜受体通过G蛋白与腺苷酸环化酶偶联
B.可催化GTP水解为GDP C.霍乱毒素可使其失活 D.有三种亚基α、β、γ
第15章
细胞信息转导
（每年1~2题，考点散乱）
目录
细胞通讯:是体内一部分细胞发出信号，另一
部分细胞接收信号并将其转变为细
胞功能变化的过程称为细胞通讯。
信号转导:细胞针对外源信息所发生的细胞内
生物化学变化及效应的全过程称为
信号转导。
目录
细胞信号转导的基本路线：
目录
第一节
细胞信号转导概述
（了解）
目录
(8)2007A 下列因素中，与Ras蛋白活性无关的是
A.GTP
B.GRB2
C.鸟苷酸交换因子
D.鸟苷酸环化酶
目录
(9)2003A 通过胞内受体发挥作用的激素是 A．肾上腺素
B．甲状腺激素
C．胰高血糖素 D．胰岛素 E．促肾上腺皮质激素
目录
(10)2008X 与细胞生长、增殖和分化有关的信号转 导途径主要有 A.cAMP蛋白激酶途径 B. cGMP蛋白激酶途径 C.受体型TPK-Ras-MAPK途径
目录
一、细胞外化学信号
化学信号可以是可溶性的，也可以是膜 结合形式的。
目录
（一）可溶性分子信号
细胞分泌的可溶性分子信号作用于自身、
周围或相距较远的同类或他类细胞（靶细
胞），调节其功能。这种通讯方式称为化学
通讯。
目录
可溶性化学信号分类：
按可溶性信号作用距离远近： ①作用距离最远的内分泌系统化学信号，称为激素； ② 作用于周围细胞或自身细胞，属于旁分泌或自分泌 系统的细胞因子； ③作用距离最短的是神经元突触内的神经递质 。
2、血管紧张素II 受体通过 PLC-IP3/DAG-PKC通路转导信号
【第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG、NO等】
目录
单跨膜受体介导的信号转导通路
1、EGFR通过Ras→MAPK通路转导信号
【Ras：间接接触Grb2、SOS鸟甘酸交换因子使其与GTP结合有活性、有GTP酶的活性】 【此通路与细胞生长、增殖、分化有关】 【单跨膜受体又称酶偶联受体】
D.JAK-STAT途径
目录
(11)2010A 下列关于Ras蛋白特点的叙述，正确的 是
A.具有GTP酶的活性
B.能使蛋白质酪氨酸磷酸化 C.具有7个跨膜螺旋结构 D.属于蛋白质丝/苏氨酸激酶
目录
参考答案:
1.AC
6.C 11.A
2.ABCD
7.C 8.D
3.B 4.A
9.B 10.CD
5.C
目录
细胞内受体
接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入细胞的脂 溶性化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
目录
三、细胞内信号转导分子
信号转导分子：参与细胞内信号转导的蛋白质分子和小分子活性
物质，称为信号转导分子。
第一信使：即细胞间物质，是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动 的化学物质。 第二信使：是指细胞内传递信息的小分子化合物，如cAMP、 cGMP、Ca2+、IP3、DAG、Cer、PIP2 、NO等。 第三信使：是负责细胞核内外信息传递的物质，又称DNA结合蛋白。
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（二）脂类
具有第二信使特征的脂类衍生物:
• 二脂酰甘油（DAG或DG） • 花生四烯酸（AA） • 磷脂酸（PA） • 溶血磷脂酸（LPA） • 4-磷酸磷脂酰肌醇（PIP） • 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2) • 三磷酸肌醇（IP3）
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1、DAG，IP3的生物合成
PLC
PIP2
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G蛋白循环
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第三节
各种受体介导的基本信号转导通路
掌握：1.cAMP-蛋白激酶途径、 2.Ca2+-依赖性蛋白激酶途径
3.Ras-MAPK途径
4.JAK-STAT途径 5. 胞内受体介导的信息转导
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细胞内受体 受体 细胞膜受体 离子通道受体
七跨膜受体
单次跨膜受体
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胞内受体介导的信号转导通路
脂溶性信号
【脂溶性信号：甲状腺激素、类固醇激素、维A酸、维生素D等】
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离子通道型膜受体介导的信号转导通路
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七跨膜受体介导的信号转导通路
1、胰高血糖素受体通过AC-cAMP-PKA通路转导信号 （掌握）
血糖
糖原分解
【G-亚基包括：αs 、α i 、α q】【七跨膜受体又称G蛋白偶联受体】
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DAG + IP３
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2、DAG，IP3的作用
（1）IP3的作用 IP3 ＋ IP3受体 （内质网与肌浆网膜上）
钙离子通道开放释放钙离子 细胞内钙离子浓度迅速增加
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（2）钙离子和DAG激活蛋白激酶C（PKC）
（3）钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现 Ca2+ 活化钙调蛋白（CaM），然后作用于 Ca 2+/CaM-依赖性激酶（CaM-K） 。 （PKC和CaM-K也属于丝/苏氨酸蛋白激酶
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(1)2009X细胞内信息传递中，能作为第二信使的有
A.cAMP
B.AMP C.DAG D.TPK
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(2)1999X 参与细胞内信息传递的第二信使物质有
A．cAMP
B．Ca2+ C．DG（DAG） D．IP3
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(3)2005A cAMP 能别构激活下列哪种酶 A. 磷脂酶 A B. 蛋白激酶 A C．蛋白激酶 C
MAPK调控的生物学效应：参与多种细胞功能 的调控，尤其是在细胞增殖、分化及凋亡过程 中，是多种信号转导途径的共同作用部位。
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4. 蛋白酪氨酸激酶
①受体型PTK： （见右图）
②受体型PTK： Src家族/JAK家族属于非受体型PTK
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（二）G蛋白
名称：鸟苷酸结合蛋白简称G蛋白。
构象：G蛋白结合的核苷酸为GTP时为活化形
D． 蛋白激酶 G
E． 酪氨酸蛋白激酶
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(4)2013A 下列涉及G蛋白偶联受体信号的主要途径是
A.cAMP-PKA途径
B.酪氨酸激酶受体信号途径 C.雌激素-核受体信号途径 D.丝/苏氨酸激酶受体信号途径
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(5)2004A 直接影响细胞内cAMP含量的酶是 A.磷脂酶
B.蛋白激酶A
C.腺苷酸环化酶
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（二）细胞表面分子
细胞通过膜表面分子特异性地识别和相互
作用，达到功能上的相互协调。这种细胞通
讯方式称为膜表面分子接触通讯，也是一种
细胞间直接通讯。
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二、受体
受体定义：
是细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合的成 分，其化学本质是蛋白质，个别糖脂 。
受体的作用：
一是识别外源信号分子，即配体（ligand）；
作用的底物类似PKA和PKG）
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（四）NO
NO合酶介导NO生成（EDRF就是NO）
+
H2N NH
NH2
H2N
O NH
NO合酶
＋ NO
H2N
+
COO-
H2N
+
COO-
精氨酸