【精品课件】细胞通讯与信号转导
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单体型受体：一个蛋白分子 复合型受体：两个或多个蛋白分子
膜受体类型:
离子通道受体
摧化受体
偶联G蛋白受体
图示 细胞表面信号三类受体模式图
（五）膜受体的功能
膜受体的功能： 信号跨膜传递 细胞识别
膜受体的分布： 同一个细胞上有不同的受体 不同的细胞上有相同和不同的受体
细胞识别：细胞与细胞之间或细 胞与分子之间的认识和鉴别。
P1P2 IP3+DAG
（第二信使）
甘油二酯和三磷酸肌醇途径的模式图
甘油二酯和三磷酸肌醇途径与CAMP途径比较：
CAMP途径 甘油二酯和三磷酸肌醇途径
G蛋白 效应器 底物 第二信使
Gs Gi AC ATP CAMP
Gp 磷脂酶C P1P2 IP3 DAG
4、Ca2+信号途径
Ca2+进入胞质的两种 途径：
由G蛋白介导,将信息传递给第二信使,引起一系列 胞内生物效应。
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。
偶联G蛋白受体的信息传导途径：
CAMP信号途径 CGMP信号途径 IP3信号途径 DG信号途径 Ca2+信号途径
细胞与细胞之间的识别 白细胞吞噬细菌等异物 精卵结合而不与其他细胞结合； 巨噬细胞吞噬衰老红细胞
细胞与分子之间的识别： 与大分子如LDL识别，介导内吞 与细胞膜上分子识别，介导粘附 与激素、神经递质分子识别，介导信号传导
细胞识别的方式：受体与其识别的配体间有
互补的结构关系，可识别并互补结合。
信号的跨膜传递
信 号 与 细 胞 效 应 总 结
图示 第一信号、第二信号与细胞效应
配体是细胞外的信号分子，如：激素、药物、 神经递质、毒素等。
（二）膜受体的特性
特异性 高亲和性Leabharlann Baidu可饱和性 可逆性
（三）膜受体的分子结构
调节部位 催化单位 转换单位
（四）膜受体类型
离子通道受体：如N-AchR为Na+通道， r-氨基丁酸受体的 Cl- 通道
催化受体：有 TPK 活性，如EGFR、PDGFR 等。 偶联G蛋白受体：有G蛋白介导，如 多巴胺受体等。
信号（配体）
1、 CAMP信号途径：
信号与受体结合，受体活 化，构象改变，暴露与G 蛋白的结合部位。 配体－受体复合物与G蛋白 结合，G活化，Gsα构象 改变，结合GTP Gsα-GTP复合物与βγ分 离，暴露与AC的结合部 位。 Gsα-GTP与 AC结合，
AC活化，分解 ATP为 CAMP Gsα分解GTP为 GDP，构 型改变，与 AC分离， AC 失活， Gsα与βγ结合， 恢复静息状态。
Ca2+ 、 IP3 、DG 第三信使：细胞核中的信号物质
第一信使通过膜受体的转导作用将信息指令传给第二 信使，由第二信使启动并指导完成胞内一系列生物效 应。
第二信使的作用：直接作用于效应蛋白如离子通道， 产生相应的生物效应或激活细胞内的蛋白激酶系统， 引起级联反应，产生生物效应。
第三信使直接调节基因的活动。
图示 GS信号转导过程模式图
CAMP信号途径
刺激型信号途径
抑制型信号途径
刺激型信号
抑制型信号
Rs
Ri
Gs
Gi
AC
ATP→CAMP 抑制 被磷酸二酯酶降解
CAMP信号途径
2、CGMP信号途径
与CAMP途径相似，比较如下：
CAMP途径
CGMP途径
效应型
AC
GC
分布
AC在膜上
GC在膜或细胞质中
第二信使
细胞通讯的路径
细胞通讯通过：细胞识别 信号跨膜传递 生物效应。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个 首要环节，其分子基础是膜受体。
（一）膜受体的概念
受体是细胞膜 或细胞内的功 能性糖蛋白， 可特异地识别 配体并与之结 合，引起相应 的生物效应。
受体： 膜受体 胞内受体
膜受体：细胞膜 上特异性的蛋白 质或脂类分子。
IP3 ER上 IP3受体钙库释放Ca2+ 胞内Ca2+上 升级联反应 生物效应； DAG 蛋白激酶 C 蛋白酶的磷酸化生物效应； Ca2+ CaM， Ca2+的作用广泛，如肌肉收缩、 Ach释放等。
例 如 ： 肾 上 腺 素 引 起 肝 细 胞 糖 元 分 解
在信号转导过程中，信号逐级放大
第九章 细胞通讯与信号转导
细胞通讯
细胞通讯(cell munication)是指一个细胞发 出的信息可通过介质传递到另一个细胞，通过 受体的识别和信号传递作用引起细胞产生相应 的生物效应。
细胞通讯有三种方式： （1）细胞通过信号分子进行相互通讯； （2）细胞间直接接触相互通讯； （3）细胞间通过间隙连接相互通讯。
第二信使的作用
cAMP的作用
cAMP PKA （绝大多数细胞），调 节代谢，促进细胞分化。
离子通道（嗅上皮细胞）， 调节离子通道的通透性。
cGMP的作用
cGMP PKG（绝大多数细胞），调 节代谢，促进细胞分裂。
离子能道（视网膜光感受 器），调节离子通透性。
IP3 、 DAG 、Ca2+的作用：
通过膜Ca2+通道 胞外胞质内
通过ER上Ca2+通道 内质网库胞质内
Ca2+进入胞质的过程：
Ca2+受体激活 G蛋白活化 打开细胞膜Ca2+通道
导致胞内[Ca2+]上升
IP3 打开细胞内钙库膜Ca2+通道
导致胞质内[Ca2+]上升
信使分为三大类：
第一信使：配体，如激素、药物、神经递质等 第二信使：胞质中的信号物质 CAMP 、CGMP、
（一）离子通道受体的信息传导机制： 受体自身为离子通道，信号（神经递质）与受体识
别结合，开闭通道，离子流动，改变细胞膜的兴奋性。 （二）催化受体的信息传导机制：
自身是酶，具有TPK活性，主要是一些生长因子的 受体，与配体结合即活化，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸 化，引起细胞反应。 （三）偶联G蛋白受体的信息传导机制：
CAMP
CGMP
含量
多
少，为 CAMP的1/10
功能
分化
分裂
举例
肝细胞上β肾上腺素受体
视杆细胞的光感效应
介导的糖元分解
CGMP
信 号 途 径
3、甘油二酯和三磷酸肌醇途径
细胞膜中约5%的肌醇磷脂（PI） ，分布于膜内层， 在ATP作用下， PI磷酸化形成PIP2 （4，5二磷酸 肌醇）。 受体+配体 活化Gp Gp +磷脂酶C 磷脂酶C活化
膜受体类型:
离子通道受体
摧化受体
偶联G蛋白受体
图示 细胞表面信号三类受体模式图
（五）膜受体的功能
膜受体的功能： 信号跨膜传递 细胞识别
膜受体的分布： 同一个细胞上有不同的受体 不同的细胞上有相同和不同的受体
细胞识别：细胞与细胞之间或细 胞与分子之间的认识和鉴别。
P1P2 IP3+DAG
（第二信使）
甘油二酯和三磷酸肌醇途径的模式图
甘油二酯和三磷酸肌醇途径与CAMP途径比较：
CAMP途径 甘油二酯和三磷酸肌醇途径
G蛋白 效应器 底物 第二信使
Gs Gi AC ATP CAMP
Gp 磷脂酶C P1P2 IP3 DAG
4、Ca2+信号途径
Ca2+进入胞质的两种 途径：
由G蛋白介导,将信息传递给第二信使,引起一系列 胞内生物效应。
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。
偶联G蛋白受体的信息传导途径：
CAMP信号途径 CGMP信号途径 IP3信号途径 DG信号途径 Ca2+信号途径
细胞与细胞之间的识别 白细胞吞噬细菌等异物 精卵结合而不与其他细胞结合； 巨噬细胞吞噬衰老红细胞
细胞与分子之间的识别： 与大分子如LDL识别，介导内吞 与细胞膜上分子识别，介导粘附 与激素、神经递质分子识别，介导信号传导
细胞识别的方式：受体与其识别的配体间有
互补的结构关系，可识别并互补结合。
信号的跨膜传递
信 号 与 细 胞 效 应 总 结
图示 第一信号、第二信号与细胞效应
配体是细胞外的信号分子，如：激素、药物、 神经递质、毒素等。
（二）膜受体的特性
特异性 高亲和性Leabharlann Baidu可饱和性 可逆性
（三）膜受体的分子结构
调节部位 催化单位 转换单位
（四）膜受体类型
离子通道受体：如N-AchR为Na+通道， r-氨基丁酸受体的 Cl- 通道
催化受体：有 TPK 活性，如EGFR、PDGFR 等。 偶联G蛋白受体：有G蛋白介导，如 多巴胺受体等。
信号（配体）
1、 CAMP信号途径：
信号与受体结合，受体活 化，构象改变，暴露与G 蛋白的结合部位。 配体－受体复合物与G蛋白 结合，G活化，Gsα构象 改变，结合GTP Gsα-GTP复合物与βγ分 离，暴露与AC的结合部 位。 Gsα-GTP与 AC结合，
AC活化，分解 ATP为 CAMP Gsα分解GTP为 GDP，构 型改变，与 AC分离， AC 失活， Gsα与βγ结合， 恢复静息状态。
Ca2+ 、 IP3 、DG 第三信使：细胞核中的信号物质
第一信使通过膜受体的转导作用将信息指令传给第二 信使，由第二信使启动并指导完成胞内一系列生物效 应。
第二信使的作用：直接作用于效应蛋白如离子通道， 产生相应的生物效应或激活细胞内的蛋白激酶系统， 引起级联反应，产生生物效应。
第三信使直接调节基因的活动。
图示 GS信号转导过程模式图
CAMP信号途径
刺激型信号途径
抑制型信号途径
刺激型信号
抑制型信号
Rs
Ri
Gs
Gi
AC
ATP→CAMP 抑制 被磷酸二酯酶降解
CAMP信号途径
2、CGMP信号途径
与CAMP途径相似，比较如下：
CAMP途径
CGMP途径
效应型
AC
GC
分布
AC在膜上
GC在膜或细胞质中
第二信使
细胞通讯的路径
细胞通讯通过：细胞识别 信号跨膜传递 生物效应。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个 首要环节，其分子基础是膜受体。
（一）膜受体的概念
受体是细胞膜 或细胞内的功 能性糖蛋白， 可特异地识别 配体并与之结 合，引起相应 的生物效应。
受体： 膜受体 胞内受体
膜受体：细胞膜 上特异性的蛋白 质或脂类分子。
IP3 ER上 IP3受体钙库释放Ca2+ 胞内Ca2+上 升级联反应 生物效应； DAG 蛋白激酶 C 蛋白酶的磷酸化生物效应； Ca2+ CaM， Ca2+的作用广泛，如肌肉收缩、 Ach释放等。
例 如 ： 肾 上 腺 素 引 起 肝 细 胞 糖 元 分 解
在信号转导过程中，信号逐级放大
第九章 细胞通讯与信号转导
细胞通讯
细胞通讯(cell munication)是指一个细胞发 出的信息可通过介质传递到另一个细胞，通过 受体的识别和信号传递作用引起细胞产生相应 的生物效应。
细胞通讯有三种方式： （1）细胞通过信号分子进行相互通讯； （2）细胞间直接接触相互通讯； （3）细胞间通过间隙连接相互通讯。
第二信使的作用
cAMP的作用
cAMP PKA （绝大多数细胞），调 节代谢，促进细胞分化。
离子通道（嗅上皮细胞）， 调节离子通道的通透性。
cGMP的作用
cGMP PKG（绝大多数细胞），调 节代谢，促进细胞分裂。
离子能道（视网膜光感受 器），调节离子通透性。
IP3 、 DAG 、Ca2+的作用：
通过膜Ca2+通道 胞外胞质内
通过ER上Ca2+通道 内质网库胞质内
Ca2+进入胞质的过程：
Ca2+受体激活 G蛋白活化 打开细胞膜Ca2+通道
导致胞内[Ca2+]上升
IP3 打开细胞内钙库膜Ca2+通道
导致胞质内[Ca2+]上升
信使分为三大类：
第一信使：配体，如激素、药物、神经递质等 第二信使：胞质中的信号物质 CAMP 、CGMP、
（一）离子通道受体的信息传导机制： 受体自身为离子通道，信号（神经递质）与受体识
别结合，开闭通道，离子流动，改变细胞膜的兴奋性。 （二）催化受体的信息传导机制：
自身是酶，具有TPK活性，主要是一些生长因子的 受体，与配体结合即活化，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸 化，引起细胞反应。 （三）偶联G蛋白受体的信息传导机制：
CAMP
CGMP
含量
多
少，为 CAMP的1/10
功能
分化
分裂
举例
肝细胞上β肾上腺素受体
视杆细胞的光感效应
介导的糖元分解
CGMP
信 号 途 径
3、甘油二酯和三磷酸肌醇途径
细胞膜中约5%的肌醇磷脂（PI） ，分布于膜内层， 在ATP作用下， PI磷酸化形成PIP2 （4，5二磷酸 肌醇）。 受体+配体 活化Gp Gp +磷脂酶C 磷脂酶C活化