6.7.第2信使的信号通路
细胞生物学：信号转导与第二信使
细胞生物学：信号转导与第二信使2007-8-12 9:42【大中小】【我要纠错】信号分子这把钥匙一旦打开了细胞表面的受体锁，细胞就要作出应答。
由于细胞自身就是一个社会，有各种不同的结构和功能体系，外来信号应由何种功能体系应答？这就是所谓的信号转导的通路。
■信号转导途径信号转导途径有两个层次，第一是将外部信号转换成内部信号途径，即信号转导途径。
第二层次的含义是外部信号转换成内部信号后从哪个途径引起应答。
医学教育网●两种信号转导途径：一种是通过G蛋白偶联方式，即信号分子同表面受体结合后激活G蛋白，再由G蛋白激活效应物，效应物产生细胞内信号；第二种转导途径是结合的配体激活受体的酶活性，然后由激活的酶去激活产生细胞内信号的效应物（图5-17）。
图5-17 信号转导的两种途径途径①：结合的配体激活G蛋白，然后由G蛋白激活效应物产生信号；途径②：结合配体激活受体的酶活性，然后由激活的受体酶激活产生信号的效应物。
●细胞内生化反应途径：当外部信号被转换成内部信号后，在细胞内的传递途径如何？细胞内各种不同的生化反应途径都是由一系列不同的蛋白和酶组成的，执行着不同的生理生化功能。
各途径中上游蛋白对下游蛋白活性的调节（激活或抑制）主要是通过添加或去除磷酸基团，从而改变下游蛋白的构型完成的（图5-18）。
所以，构成生化反应途径的主要成员是蛋白激酶和磷酸酶，它们能够引起细胞活性的快速变化又迅速恢复。
图5-18 由蛋白激酶和蛋白质磷酸酶构成的信号转导途径■细胞应答与信号级联放大●细胞应答细胞对外部信号的应答通常是综合性反应，包括基因表达的变化、酶活性的变化、细胞骨架构型的变化、通透性的变化、DNA合成的变化、细胞死亡程序的变化等（图5-19）。
这些变化并非都是由一种信号引起的，通常要几种信号结合起来才能产生较复杂的反应，而且通过信号的不同组合产生不同的反应。
图5-19 多种细胞外信号引起动物细胞的应答细胞在信号应答中的每一种最终表现都是受体接受了一套相关的细胞外信号并作出综合应答的结果，图中所示只是推测的简化模式。
第二信使主要有cAMPcGMP
cAMP作为第二信使可以直接激活离子通道。 人体的嗅觉即依靠该途径产生。
气味分子与G蛋白偶联型受体结合，可激活 AC，产生cAMP，开启cAMP门控通道， 引起钠离子内流，膜去极化，产生神经冲 动，最终形成嗅觉。
更多细胞中，cAMP可以特异性活化cAMP 依赖性蛋白激酶A（ cAMP dependent protein kinase, PKA）。
IP3可在酶作用下水解。 DAG通过两种途径终止其信使作用：一是被DAG 激酶磷酸化成为磷脂酸，进入肌醇脂循环再生； 二是被DAG酯酶水解成甘油和花生四烯酸。
Ca2+-CaM介导的胞外信号诱导的细胞反 应
Ca2+-钙调蛋白(calmodulin, CaM)-钙调蛋白依 赖性蛋白 CaM为钙结合蛋白，有4个Ca2+结合位点，结 合钙离子后可发生构象改变，形成的Ca2+CaM复合物具有活性，磷酸化蛋白质的丝氨酸 /苏氨酸，激活蛋白激酶或磷酸酶。
cAMP被降解成5’-AMP
ห้องสมุดไป่ตู้
活化的激酶在磷酸酶的作用下去磷酸化， 进入失活状态。
海南霍乱疫情
从10月29日开始，海南大学部分学院有少数学生 发生腹泻。截止到11月1日12时，共发现有腹泻 症状者30人，其中22 例症状较轻的病人隔离在海 大医院并进行采样和预防性服药，8例病人在市医 院传染病科进行隔离治疗。经核实为诊断病例7例， 疑似病例1例。 10月3至11月2日，海南省共发生霍乱病人51例， 已治愈出院29例，康复11例，现患病人11例，无 死亡病例。
光照使视黄醛的构象变为反式，Rh分解为 视黄醛和视蛋白，构象改变的视蛋白激活 cGMP磷酸二酯酶，将细胞中的cGMP水解， 关闭离子通道，减少神经递质释放，产生 视觉。
某大学生物工程学院《普通生物化学》考试试卷(2528)
某大学生物工程学院《普通生物化学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（140分，每题5分）1. 脂肪酸合成过程中所需的[H]全部由NADPH提供。
（）答案：错误解析：磷酸戊糖途径产生的NADPH提供。
延长途径中可由FADH2与NADH提供[H]。
2. 尿素循环的限速酶——精氨酸对于过量氨基的反应是强烈地提高其活性。
（）答案：错误解析：尿素循环的限速酶为氨甲酰磷酸合成酶I。
3. 人体内的胆固醇主要来自食物和在肝脏里合成，可以转化为激素和维生素等重要生理物质。
（）[华南师范大学2003研]答案：正确解析：机体内胆固醇来源于食物及生物合成，而肝脏是合成胆固醇的主要场所，占全身合成总量的34以上。
胆固醇是类固醇激素和胆汁酸的前体，存在于皮肤中的7脱氢胆固醇在紫外线作用下还可以转化为维生素D3，这些物质在机体内具有重要的生理活性。
4. 线粒体电子传递链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都能泵出质子。
（）[中国科技大学2008研]答案：错误解析：电子传递链中的四种电子传递复合物中的三种复合物即复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都和质子传递有关系，复合物Ⅱ参与的是低能电子传递途径，将琥珀酸的电子经FAD传给CoQ。
复合物Ⅱ传递电子时不伴随质子的泵出。
5. 嘧啶核苷酸从头合成途径中有氨甲酰磷酸中间产物的形成。
（）答案：正确解析：6. 乙醛酸循环和TCA循环都能净产生琥珀酸。
（）[浙江大学研]答案：错误解析：TCA循环不能净产生琥珀酸，琥珀酸为循环的中间产物，在正常情况下很快便会经由循环转换为其他物质。
7. 自然界的DNA都是双链的，RNA都是单链的。
（）答案：错误解析：SEN病毒是一种新的DNA病毒，是在感染HIV的静脉吸毒者的血清中发现；SEN病毒是一种单链DNA病毒，而呼肠孤病毒、奥尔比病毒、葡萄卷叶病病毒等都是双链RNA病毒。
细胞信号转导练习题集四套题
细胞信号转导第一套一、选择题（共10题，每题1分）1、Ca2+在细胞信号通路中是（）A. 胞外信号分子 C. 第二信使B. 第一信使 D. 第三信使2、动员细胞内源性Ca2+释放的第二信使分子是（）。
A. cAMP C. IP3B. DAG D. cGMP3、细胞通讯是通过（）进行的。
A. 分泌化学信号分子 C. 间隙连接或胞间连丝B. 与质膜相结合的信号分子 D. 三种都包括在内4、Ras蛋白由活化态转变为失活态需要( )的帮助。
A. GTP酶活化蛋白（GAP） C. 生长因子受体结合蛋白2（GRB2）B. 鸟苷酸交换因子（GEF） D. 磷脂酶C-γ(PLCγ)5、PKC在没有被激活时，游离于细胞质中，一旦被激活就成为膜结合蛋白，这种变化依赖于（）。
A. 磷脂和Ca2+ C. DAG和 Ca2+B. IP3和 Ca2+ D. DAG和磷脂6、鸟苷酸交换因子（GEF）的作用是（）。
A. 抑制Ras蛋白 C. 抑制G蛋白B. 激活Ras蛋白 D. 激活G蛋白7、cAMP依赖的蛋白激酶是（）。
A. 蛋白激酶G（PKG） C. 蛋白激酶C（PKC）B. 蛋白激酶A（PKA） D. MAPK8、NO信号分子进行的信号转导通路中的第二信使分子是（）。
A. cAMP C. IP3B. DAG D. cGMP9、在下列蛋白激酶中，受第二信使DAG激活的是（）。
A. PKA C. MAPKB. PKC D. 受体酪氨酸激酶10、在RTK－Ras蛋白信号通路中，磷酸化的（）残基可被细胞内的含有SH2结构域的信号蛋白所识别并与之结合。
A. Tyr C. SerB. Thr D. Pro二、判断题（共10题，每题1分）11、生成NO的细胞是血管平滑肌细胞。
（）12、上皮生长因子（EGF）受体分子具酪氨酸激酶活性位点。
（）13、Ras蛋白在cAMP信号通路中起着分子开关的作用。
（）14、Ras蛋白结合GTP时才能导致Raf蛋白的活化。
大学细胞生物学考试(习题卷39)
大学细胞生物学考试(习题卷39)说明：答案和解析在试卷最后第1部分：单项选择题，共88题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]真核基因表达调控中最关键的环节是（ ）。
A)基因重排B)基因转录C)DNA甲基化与去甲基化D)mRNA的半衰期2.[单选题]下列哪项是细胞决定的发生机制( )A)细胞核的不均等分裂B)细胞质的不均等分裂C)同源染色体的随机分配D)姐妹染色单体的同源重组3.[单选题]与核基质形态结构相似的成分是（ ）A)细胞外基质B)线粒体基质C)细胞骨架D)核仁基质4.[单选题]下列（ ）组蛋白在进化上最不保守。
A)H1B)H2AC)H3D)H45.[单选题]下列4种色素中，哪个（或哪些）具有吸收聚集光能的作用而无光化学活性？（ ）[中山大学2008研]A)细胞色素B)质体蓝素C)质体醌D)聚光色素6.[单选题]中心粒和鞭毛的基体结构是( )A)都是9×3+0的结构B)前者是9×3+0，后者是9×2+2C)都是9×2+2的结构D)前者是9×2+2，后者是9×3+07.[单选题]磷脂酰肌醇信号通路中第二信使有二酰甘油（DAG）和 （ ）A)Ca2+B)1,4,5三磷酸肌醇（IP3）C)PLCD)PIP28.[单选题]核膜的功能不包括（ ）A)控制细胞核与细胞质物质交换B)参与染色体的定位和分离C)核编码蛋白质的分泌D)合成生物大分子9.[单选题]凋亡细胞特征性的形态学改变是（ ）。
A)溶酶体膜和细胞膜破裂B)染色质边集，沿核膜分布C)线粒体嵴消失D)形成凋亡小体10.[单选题]某细胞在进行正常有丝分裂过程中，如果细胞内的染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比是1：2：2、则该细胞所处的分裂时期是( )。
A)前期或后期B)中期或末期C)前期或中期D)后期或末期E.中期或后期11.[单选题]迅速判断细胞是否死亡的方法是（ ）。
某大学生物工程学院《普通生物化学》考试试卷(864)
某大学生物工程学院《普通生物化学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（140分，每题5分）1. 理论上，离体的细胞色素b和细胞色素c也可以和KCN或CO结合，只是它们在活细胞内，位于线粒体内膜上，其结合位点位于膜内部被封闭住了。
（）答案：错误解析：2. 哺乳动物的激素只能由内分泌腺产生，通过体液或细胞外液运送到特定作用部位，从而引起特殊的激动效应。
（）答案：正确解析：3. 脂质体不是一种细胞器。
（）解析：脂质体是根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，其直径一般在250～300A。
4. 维生素B1的辅酶形成是TPP，在糖代谢中参与α酮酸的氧化脱羧作用。
（）[河北师范大学研]答案：正确解析：B族维生素常以辅酶和辅基的形成存在，参与物质代谢。
维生素B1的辅酶形成为TPP，是涉及糖代谢中羧基碳的合成与裂解的辅酶，是α酮酸脱羧酶、转酮酶及磷酸酮酶的辅酶，在α裂解反应、α缩合反应及α酮酸转移反应中起重要作用。
5. 自然界中常见的不饱和脂肪酸多具有反式结构。
（）答案：错误解析：不饱和脂肪酸的双键都呈顺式构型，有多个双键的不饱和脂肪酸相邻双键之间都插入亚甲基，不构成共轭体系。
6. 真核生物mRNA的两端都含有3′OH。
（）[山东大学2016研]答案：错误解析：真核生物mRNA的两端并非都含有3′OH，3′端要经过多聚腺苷酸化加工修饰。
7. 在熔解温度时，双链DNA分子会变为无序的单链分子。
（）[厦门大学2014研]解析：DNA链的核苷酸序列已经固定，在变性时只是双链连接的氢键被破坏。
8. 脱氨后的氨基酸碳架，进入各自的分解途径彻底氧化成CO2和H2O，并释放出能量。
（）答案：错误解析：9. 多数鱼类和两栖类的嘌呤碱分解排泄物是尿素，而人和其他哺乳动物是尿囊素。
细胞生物学名词解释
细胞生物学1. 单克隆抗体技术（monoclone antibody）：正常B淋巴细胞（如小鼠脾细胞）具有分泌抗体的功能，但不能长期培养，瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌抗体。
于是英国人Kohler和Milstein于1975年将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术，获1984年诺贝尔医学及生理学奖。
2. 信号假说（signal hypothesis）：信号假说认为N端信号肽可指导蛋白质到内质网膜上合成，并引导蛋白质边合成边通过移位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。
在此过程中，信号识别颗粒SRP发挥重要作用。
3. 双信使信号通路（double messenger system）：在磷脂酰肌醇信号通路中，胞外信号与G蛋白偶联受体结合后，可激活磷脂酶C，激活的磷脂酶C水解磷脂酰肌醇产生两个胞内信使，即IP3和DAG，分别激活两条不同的信号通路，即IP3 /Ca2+和DAG/PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此把这一信号系统又称之为“双信使系统”。
4. 再生（regeneration）：是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。
不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差别。
5. 抑癌基因（tumor suppressor gene）：这类基因编码的蛋白质，其功能是正常细胞增殖过程中的负调控因子，在细胞周期的检验点上起阻止周期进程的作用，或者是促进细胞凋亡，或者既抑制细胞周期调节，又促进细胞凋亡。
6. 细胞自噬（autophagy）：是细胞通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身物质融合从而降解细胞自身物质的过程。
7. 通讯连接（communication junction）：细胞间的通讯连接包括三种形式：间隙连接、胞间连丝、化学突触。
8. 分子马达蛋白：能够利用水解ATP将化学能转变成机械能，有规则地沿微管（或微丝）运输货物的分子，都含有马达结构域，包括ATP结合位点和微管（或微丝）结合位点。
某大学生物工程学院《普通生物化学》考试试卷(1932)
某大学生物工程学院《普通生物化学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（140分，每题5分）1. 天然葡萄糖只能以一种构型存在，因此也只能有一种旋光率。
（）答案：错误解析：葡萄糖的构型与其旋光性是两个不同的概念。
具有D构型的物质可能具有右旋性，也可能具有左旋性；同样，具有L构型的物质也可能具有左旋性或右旋性；而不能简单依据物质的左旋性还是右旋性来判断其分子构型。
2. 氨酰tRNA合成酶可以将被识别的氨基酸随机地连接到相应tRNA 的3′羟基或5′羟基上。
（）答案：错误解析：3. 原核细胞rRNA无转录后加工过程。
（）[南开大学研]答案：错误解析：原核细胞rRNA有转录后加工。
先合成30S前体rRNA，成熟后还有甲基化修饰。
4. 琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶。
（）答案：正确解析：琥珀酸脱氢酶是TCA循环中唯一一个整合于膜上的多亚基酶，在真核生物中结合于线粒体内膜，在原核生物中整合于细胞膜上，其是连接氧化磷酸化与电子传递的枢纽之一，可为真核细胞线粒体和多种原核细胞需氧和产能的呼吸链提供电子。
5. 胰高血糖素通过促进肝糖原和肌糖原的降解使血糖升高。
（）答案：错误解析：因为肌肉中缺少葡萄糖磷酸化酶，所以肌糖原不能分解产生血糖。
6. RNA聚合酶有助于大肠杆菌复制起始开放复合物的形成。
（）答案：正确解析：大肠杆菌DNA复制起始除了需要Dna A、Dna B蛋白以外，至少还需要RNA聚合酶和HU蛋白。
7. 线粒体内膜上的复合体I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中均含有FeS蛋白。
（）答案：错误解析：复合体Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均含有FeS蛋白但复合体Ⅳ缺乏FeS蛋白。
8. 糖基化在蛋白质的转运过程中具有重要的作用，可帮助蛋白运输到细胞的正确位置。
（）答案：正确解析：糖基化修饰过后的蛋白是糖蛋白，有信号识别的功用，可以帮助定位。
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University of CaliforniaLos Angeles
University of Texas Medical School in Houston.
Nobel prize committee say Yes to NO!
cGMP及 其激酶在 心肌肥大 中的作用
Nature Reviews Drug Discovery 6, 617-635 (2007) ;关注某个疾病 发生发展时信号转导的变化。
cAMP的底物
PKA的底物
酶 离子通道 调节和结构蛋白 转录因子
广泛，不断发现新的底物 底物磷酸化肽段的共有序列：RRXSY（精精？丝酪） PKA的非cAMP底物功能：PKA的催化亚 基C具有不依赖于cAMP的功能，调节亚基R也 有不同的独立功能。
cAMP的底物
问题：不同细胞、不同信号都通过cAMP引起 细胞效应，如何保持细胞效应的特异性？
对基因表达的调节
教科书图6－7有误
FK, forskolin（福斯克林） CRE, cAMP response element. CREB, CRE binding protein AP, alkaline phosphatase
FK激活AC，促进碱性磷酸酶的合成和释放； 抑制型G蛋白受体激动剂对抗FK的作用。
cAMP的底物
3. 鸟苷酸交换因子（GEF） 可直接与cAMP结合，调节Ras家族成员Rap1的 活性。
（三）cAMP信号的灭活
被特异的环核苷酸磷酸二酯酶（ phosphodiesterase， PDE）所分解。
PDE的主要结构部分：
保守的催化中心
决定其底物特异性的决定簇 起调节作用的特异决定簇
一个上游分子可以激活许多下游分子， 每一级都使信号得以放大，形成瀑布效应。
如何判断一种激素是否通过cAMP第二信使发挥作用？ 1. 激素使细胞cAMP浓度↑
2.作用出现在cAMP浓度↑之后
3.外源性给予cAMP可模拟激素作用 4. 抑制PDE可加强激素的作用
5. 激素可激活PKA
三、cAMP信号通路调节的生理过程 (自学为主)
IP3激活Ca2＋信号途径
IP3与内质网的受体 （IP3R)结合，开放 通道释放钙离子 。
DAG激活PKC信号转导通路 DAG促使PKC与膜上的磷脂酰丝氨酸结合，降低 对钙离子的依赖性，并发生从胞质至胞膜的移位。
四、IP3/Ca2＋和DAG/PKC信号通路的相互作用
DG=DAG, i: inactive, a: active. Closed head arrow : an activating effect Closed circle : an inhibitory effect PA: 磷脂酸, PC: 磷酸卵磷脂
a. PKA有不同亚型，对cAMP的亲和力不同，其 作用底物时序不同； b. 不同细胞PKA底物蛋白不同
c. cAMP信号区域化：有浓度梯度，PKA有锚定 蛋白。
cAMP的底物
2. 环核苷门控阳离子通道 （CNG） 存在于嗅觉感受器和窦房结起搏细胞，直接与 cAMP结合，通道活性受其调控。
经典途径
磷酸酶 PI3K
IP2
IP3
IP4
磷酸酶A2
DAG激酶
花生四烯酸
DAG
磷脂酸
三、IP3/Ca2＋和DAG/PKC信号转导通路
产生前合一，生成后独立
PIP2
PLC(-,-,-)
IP3 DAG
Ca2＋↑ PKC
PLC- 的活性被受体酪氨酸激酶调节， PLC- 的跨膜受体是激素和神经递质受体 PLC- 由激素通过增加PIP2的浓度而激活
第六章 cAMP、cGMP信号转导通路 第七章 肌醇三磷酸、二酰甘油与信号转导
（第二信使信号转导通路）
本教学幻灯引用了大量网上图片，在此对作者表示衷心的感谢。
No cell lives in isolation
细胞信号转导的基本过程及其受体的位置
重点：各种第二信使的发现、 产生、 靶分子、
信号通路、 生物学效应。
神经递质……
1. AC
AC至少有9种哺乳类亚型（Ⅰ－Ⅸ）， 一种细胞可以有多种亚型，调节不同的生理功 能及不同的细胞内定位。 大多是膜结合型 1165个氨基酸 分区：M1,M2
胞内区域：C1,C2
可溶性（soluble AC，sAC）
sAC存在于胞质和细胞器中 激活物与质膜AC不同 下游底物与质膜AC也不同
1. 肾上腺素＋肝组织（肝糖原） 糖原磷酸化酶活性↑ 肾上腺素可以激活磷酸化酶 葡萄糖
2. 肾上腺素＋磷酸化酶原 后者活性不升高
肾上腺素的作用是间接的
3. 肝匀浆＋ATP,Mg2+＋肾上腺素，磷酸化酶活性↑ 匀浆上清＋ATP,Mg2+ ＋肾上腺素，磷酸化酶活性不↑
肾上腺素通过肝细胞颗粒部分（膜或细胞 器）里的一种物质使磷酸化酶活性↑
（四）cGMP调节的生理功能
在视觉信号转导中的作用
NO-cGMPPKG 通路
开放钾离子通道 关闭钙离子通道 抑制内质网释放钙 PKG使MLC去磷酸化 血管平滑肌细胞舒张的典型过程
1998 Nobel Prize Winners in Physiology or Medicine :
State University of New York in Brooklyn
嗅觉细胞上cAMP与离子通道的直接结合使通道开放
2004年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国哥伦比亚大学霍 华· 休斯医学研究所(HHMI)的研究人员Richard Axel和任职于 弗雷德· 哈钦森癌症研究中心的HHMI研究人员Linda Buck。这 两位科学家因为阐明了整个嗅觉系统的工作原理而受到表彰。 每个气味受体首先激活一种成对存在的G蛋白，后者又转 而 刺 激 环 一 磷 酸 腺 苷 （ 又 称 环 腺 苷 酸 ， cAMP ） 的 形 成 。 cAMP是一种信使分子，可直接激活离子通道（CNG)，让其开 通，然后嗅觉细胞被激活。
NPR-A - guanylyl cyclase-linked receptor for ANP, sGC - soluble guanylyl cyclase, pGC - particulate guanylyl cyclase, PDE phosphodiesterase(s)
第七章 IP3和DAG 与信号转导双信使途径
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4. PKG 主要靶分子
哺乳动物有三型PKG： I,I,Ⅱ PKG
PKG有三个结构域：N端、调节、催化 底物众多：是丝氨酸、苏氨酸激酶
共同结构域：RKXS/T, KRKKS/T
还在不断发现新的底物
Structure 18, 116–126, January 13, 2010
guanylate cyclase-activating proteins (GCAPs) guanylate cyclase-inhibitory proteins (GCIPs)
重点：各种第二信使的发现、产生、靶分子、 信号通路和生理学效应。 与第二信使相关的蛋白激酶和钙离子通道 等已在或将在其它章节讲授。
PDE的作用
PDE的基本结构
（四）cAMP信号转导通路 包括产生cAMP的上游组分和cAMP的作用底物。
胞外信号 表6－2
受体 上游组分 G蛋白 AC 刺激性受体 Rs 抑制性受体 Ri Gs Gi 催化ATP产生cAMP PKA CNG GEF
作用底物及其效应 下游组分 PDE 分解灭活
cAMP信号转导通路的放大效应 （其它信号通路遵循相同的原则）
第二信使 ：cAMP cGMP IP3 DAG Ca2+
第六章 一、cAMP的发现和第二信使学说
Earl W. Sutherland, Jr. USA Vanderbilt University Nashville, TN, USA b. 1915, d. 1974 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1971 "for his discoveries concerning the mechanisms of the action of hormones"
请注意方法学的应用
AC在复杂研究中的意义及其生物信息学方法
四、cGMP信号转导通路 （二） cGMP的产生和灭活
鸟苷酸环化酶 （guanylate cyclase，GC）
Soluble (sGC) GC Membrane (mGC,rGC)
cGMP的分子结构和水解部位 （灭活）
2. cGMP的发生 －通过鸟苷酸环化酶（GC）的酶促反应
AMP
＋
PDE-3
PDE有多种型 号，分别对 cAMP和cGMP 特异。
cAMP和cGMP通路的关系 二者在生理效应上有一定的拮抗关系
Diagram illustrating possible interactions between angiotensin II- and guanylyl cyclasedependent systems in the rat podocytes.
GTP：维持G蛋白活化
2. 活化AC的协同分子 NDPK（核苷二磷酸激酶）：
快速运输GTP到G蛋白
Mg2＋
NDPK的其它作用
（二）cAMP作用的靶分子：cAMP产生后做什么？ 1. 蛋白激酶A （protein kinase A，PKA） ： 被cAMP活化，使下游靶蛋白的丝氨酸 或苏氨酸残基磷酸化。 催化亚基C：灰色和黄褐色 磷酸化结合区：黄色 调节亚基R：蓝绿色 R亚基抑制区：红色 G螺旋：绿色
4. 进一步研究发现关键物质cAMP，并进而发现了腺苷酸环化酶。
Sutherland提出的第二信使学说：胞外化学物质 （第一信使）不能进入细胞内部，它作用于细胞 表面特异受体，导致胞内第二信使的产生，从而 激发一系列的生化反应，产生一定的细胞生理效 应，最后第二信使降解，其信号作用终止。