细胞受体介导的细胞内信号传导课件
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生化课件19细胞信号转导
蛋白激酶A （PKA）
（cAMP-dependent protein kinase）
R： 调节亚基 C： 催化亚基
RC RC
PKA的激活
R
C
R C
目录
PKA（丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶）
ATP
ADP
Thr Ser
-OH
蛋白激酶
Thr Ser -O-PO32-
酶蛋白
磷酸化的 酶蛋白
目录
PKA的作用
⑴ 对代谢的调节作用
目录
受体型PTK-Ras-MAPK途径 P395
组成：催化型受体，Grb2（衔接蛋白）, SOS, Ras蛋白（低 分子量G蛋白）, Raf蛋白，MAPK系统
衔接蛋白：Grb2 (growth factor receptor bound protein 2）
SH3
SH2
SH3
SH2 域 (src homology 2 domain)
细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，该区域能识别 磷酸化的酪氨酸残基并与之结合
目录
SOS (son of sevenless)
富含脯氨酸，可与SH3结合，促使Ras的GDP换成GTP
Ras蛋白：低分子量G蛋白，类似于G蛋白的G 亚基
Raf蛋白：具有丝／苏氨酸蛋白激酶活性 MAPK系统
包括MAPK、MAPK激酶（MAPKK）、MAPKK激酶（MAPKKK） ，是一组酶兼底物的蛋白分子。
位于N端，具有转录激活功能 含有锌指结构，结合DNA
位于C端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化， 激活转录
受体二聚化发生的部位
⑵ 相关配体 类固醇激素、甲状腺素和维A酸等
⑶ 功能 多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作
（cAMP-dependent protein kinase）
R： 调节亚基 C： 催化亚基
RC RC
PKA的激活
R
C
R C
目录
PKA（丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶）
ATP
ADP
Thr Ser
-OH
蛋白激酶
Thr Ser -O-PO32-
酶蛋白
磷酸化的 酶蛋白
目录
PKA的作用
⑴ 对代谢的调节作用
目录
受体型PTK-Ras-MAPK途径 P395
组成：催化型受体，Grb2（衔接蛋白）, SOS, Ras蛋白（低 分子量G蛋白）, Raf蛋白，MAPK系统
衔接蛋白：Grb2 (growth factor receptor bound protein 2）
SH3
SH2
SH3
SH2 域 (src homology 2 domain)
细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，该区域能识别 磷酸化的酪氨酸残基并与之结合
目录
SOS (son of sevenless)
富含脯氨酸，可与SH3结合，促使Ras的GDP换成GTP
Ras蛋白：低分子量G蛋白，类似于G蛋白的G 亚基
Raf蛋白：具有丝／苏氨酸蛋白激酶活性 MAPK系统
包括MAPK、MAPK激酶（MAPKK）、MAPKK激酶（MAPKKK） ，是一组酶兼底物的蛋白分子。
位于N端，具有转录激活功能 含有锌指结构，结合DNA
位于C端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化， 激活转录
受体二聚化发生的部位
⑵ 相关配体 类固醇激素、甲状腺素和维A酸等
⑶ 功能 多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作
细胞信号传导理论25页PPT
3.G-蛋白效应器 主要指催化生成第二信使的酶。 主要有：腺苷酸环化酶(AC)、鸟苷酸环 化酶(GC)、磷脂酶C(PLC)。
二、G蛋白偶联受体介导的信号转导
1.受体-G蛋白-AC途径:
激素
激素为第一信使
受体
(first messenger)
G蛋白介导
cAMP为第二信使
(second messenger)
跨膜信号转导方式大体有以下三类：
① G蛋白偶联受体介导的信号转导 ② 离子通道介导的信号转导 ③ 酶偶联受体介导的信号转导
一、 G蛋白偶联受体介导的信号转导
由单一肽链形成7个α-螺旋来回穿越细胞膜，N端在 外，C端在胞内(与G-蛋白结合)。
G-蛋白：由α、β、γ三个亚基组成,与GTP结
合而被激活，GTP水解而失活。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。—— CocoCh anel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。—— 杰纳勒 尔·乔治 ·S·巴 顿
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cAMP
激活cAMP依赖的蛋白激酶A
细胞内生物效应
2.受体-G蛋白-PLC途径
激素（第一信使） 结合G蛋白偶联 受体 激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)
抑制性G蛋白(Gi)
激活磷脂酶C(PLC)
PIP2
IPD3 G和
内质网 释放Ca2+
激活 蛋白激酶
C
细胞内生物效应
《细胞信号转导》课件
1
激活物
激活物是引发细胞信号传递的触发因素。
2
受体
受体是细胞上识别和结合信号的蛋白质。
3
信使分子
信使分子是传递信号的分子信使，如细胞内嵌合蛋白和化学物质。
细胞信号传递的途径
细胞信号传递可以通过不同的途径实现，例如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体和泛素样修饰途径。
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体是一类可以与G 蛋白相互作用并激活细胞信号 传递的受体。
基因调控
通过激活或抑制特定基因的转录来调节
蛋白激酶级联反应
2
细胞的功能和行为。
一系列蛋白激酶的级联反应，参与细胞
内复杂的信号转导网络。
3
细胞增殖、分化、凋亡
细胞信号转导可以调控细胞的增殖、分 化和凋亡等生物学过程。
细胞信号传递的调控
细胞信号传递可以通过酶促修饰、反式调控和基因转录控制等方式进行调控。
基本过程
细胞信号转导包括信号传递、信号放大、信号 整合和信号传导。
细胞信号转导的类型
细胞信号转导可以分为内源性信号和外源性信号两种类型。
1 内源性信号
来自细胞内部的信号，如细胞自身合成的分 子信号。
2 外源性信号
来自细胞外部的信号，如激素、生长因子和 神经递质等。
细胞信号传递的参与者
细胞信号传递涉及多个参与者，包括激活物、受体和信使分子。
《细胞信号转导》PPT课 件
# 细胞信号转导
细胞信号转导是细胞内外相互作用的关键过程，它们通过一系列复杂的分子 信号传递调控细胞的功能和行为。
什么是细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调节其生理反应和行为的过程。
定义
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调 节其生理反应和行为的过程。
细胞的信号转导完美版PPT
一、信号转导概述
信号转导——细胞外刺激信号作用于细胞的特殊结构，通过 一系列反应实现对细胞功能活动的调控。
(一)细胞外刺激信号 体内的信号物质一般为生物活性物质，如神经递质、激素、 细胞因子等，其中多数为水溶性物质。
(二)受体及其特征
1.受体的概念及其分类 受体(receptor)——位于细胞膜或细胞内能与某些信号
3.以神经-肌接头处兴奋传递为例，简述通道耦联的受体介导 的信号转导过程。
G蛋白作用模式
cAMP作为第二信使的发现
➢ 第二信使学说是E.W.萨瑟兰于1965年首先提出。他认为 人体内各种含氮激素（蛋白质、多肽和氨基酸衍生物）都 是通过细胞内的环磷酸腺苷(cAMP)而发挥作用的。首次 把cAMP叫做第二信使，激素等为第一信使。已知的第二 信使种类很少，但却能转递多种细胞外的不同信息，调节 大量不同的生理生化过程，这说明细胞内的信号通路具有 明显的通用性。
(3)Ｇ蛋白效应器(Ｇ protein effector)
(4)第二信使(second messenger) (5)蛋白激酶(protein kinase, PK)
G蛋白耦联受体介导的信号转导的基本过程
配体 受体
受体-配体
G蛋白
激活型G蛋白
G蛋白效应器
激活的 G蛋白效应器
[第二信使] 或
依赖于第二信使的酶或通道激活或抑制
某些蛋白质磷酸化
生物效应
2. G蛋白受体介导的信号转导的主要途径
(2)受体-G蛋白-DG/PKC途径： 配体与膜受体结合 膜中的G蛋白(Gq) 激活磷脂酶C(PLC) 膜脂质中的二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)迅速水解为 IP3(三磷酸肌醇)和DG(二酰甘油) DG激活蛋白激酶C(PKC) 进一步作用于下游的信号蛋白或功能蛋白 诱发细胞功能改变。
细胞信号传导
三 G蛋白偶联受体介导的信号传导
① G蛋白偶联受体的结构与激活 G蛋白是细胞内信号传导途径中起着重要作用的
GTP结合蛋白，由α，β，γ三个不同亚基组成。 激素与激素受体结合诱导GTP跟G蛋白结合的 GDP进行交换结果激活位于信号传导途径中下 游的腺苷酸环化酶。G蛋白将细胞外的第一信使 肾上腺素等激素和细胞内的腺苷酸环化酶催化 的腺苷酸环化生成的第二信使cAMP联系起来。 G蛋白具有内源GTP酶活性。
激活或抑制腺苷酸环化酶的G蛋白偶联受体
在普遍的信号通路中，Ga的首要效应酶为腺苷酸环化酶，通过其活性的变化 来调节cAMP的水平，。进而影响通路的下游事件。
在以cAMP为第二信使的信号通路中，主要是通过cAMP激活蛋白酶A(PKA)所介导的。 PKA全酶分子是由四个亚基组成的四聚体, 其中两个是调节亚基(regulatory subunit, 简称R 亚基)，另 两个是催化亚基。在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。cAMP与调节亚基结合，改变调节亚 基构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某 些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，于是改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。
能不同的下游事件。
③受体结合胞外信号被激活后，在临近质膜上形成修饰的肌醇磷脂分子，从而摹集具有PH结 构域的信号蛋白，装配形成信号复合物。
信号传导系统的主要特性
①特异性：细胞受体与胞外配体通过结构互补机制以非共价键结合，形成复 合物。 ②放大效应：信号传递至胞内效应器蛋白，引起细胞内信号放大的级联反应。 ③网络化与反馈调节机制：细胞信号网络化的相互作用是u细胞生命活动的重 要特征。 ④整合作用多细胞生物的每个细胞都处于细胞社会环境之中，大量的信息以 不同组合的方式调节细胞的行为。
细胞受体介导的细胞内信号传导
PKC可参与多种生理功能调节。 PKC能使立早基因的转录调控因子磷酸化，加速立
早基因的表达
Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联可通过三种方式引起细胞内 Ca2+浓度升高:某些 G 蛋白可直接激活细胞质膜上的钙通道 , 或通过 PKA 激活细 胞质膜的钙通道 , 促进 Ca2+ 流入细胞质 ;或通过 IP3促使细 胞质钙库释放Ca2+ 胞 质 中 C a 2 + 浓 度 升高 后通过结 合钙调蛋 白传递信 号 。 Ca2+/CaM 复合物的下游信号转导分子是一些蛋白激酶 , 它 们的共同特点是可被 Ca2+/CaM 复合物激活 , 因而统称为钙 调蛋白依赖性蛋白激酶 .钙调蛋白依赖性激酶属于蛋白丝 / 苏氨酸激酶,可激活各种效应蛋白,可在收缩和运动、物质 代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程 中其作用。参与神经递质的合成与释放以及糖代谢等多种 细胞功能的调节。
键酶、转录调控因子等，影响代谢通路、基因表 达、细胞运动、细胞增殖等
几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路
1.AMPK通路 2.JAK-STAT通路
3.Smad通路
4.PI-3K通路 5.NF-kB通路
主要要掌握的是JAK-STAT通路
JAK-STAT通路
许多细胞因子受体自身没有激酶结构域，与细胞
酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号
蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路较复杂。 主要蛋白激酶偶联分为以下几个阶段：
①细胞信号分子与受体结合，导致第一个蛋白激
酶被激活
②通过蛋白质-蛋白质相互作用或蛋白激酶的磷酸
化修饰作用激活下游信号转导分子。
早基因的表达
Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联可通过三种方式引起细胞内 Ca2+浓度升高:某些 G 蛋白可直接激活细胞质膜上的钙通道 , 或通过 PKA 激活细 胞质膜的钙通道 , 促进 Ca2+ 流入细胞质 ;或通过 IP3促使细 胞质钙库释放Ca2+ 胞 质 中 C a 2 + 浓 度 升高 后通过结 合钙调蛋 白传递信 号 。 Ca2+/CaM 复合物的下游信号转导分子是一些蛋白激酶 , 它 们的共同特点是可被 Ca2+/CaM 复合物激活 , 因而统称为钙 调蛋白依赖性蛋白激酶 .钙调蛋白依赖性激酶属于蛋白丝 / 苏氨酸激酶,可激活各种效应蛋白,可在收缩和运动、物质 代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程 中其作用。参与神经递质的合成与释放以及糖代谢等多种 细胞功能的调节。
键酶、转录调控因子等，影响代谢通路、基因表 达、细胞运动、细胞增殖等
几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路
1.AMPK通路 2.JAK-STAT通路
3.Smad通路
4.PI-3K通路 5.NF-kB通路
主要要掌握的是JAK-STAT通路
JAK-STAT通路
许多细胞因子受体自身没有激酶结构域，与细胞
酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号
蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路较复杂。 主要蛋白激酶偶联分为以下几个阶段：
①细胞信号分子与受体结合，导致第一个蛋白激
酶被激活
②通过蛋白质-蛋白质相互作用或蛋白激酶的磷酸
化修饰作用激活下游信号转导分子。
细胞信号传导途径 PPT课件
G蛋白效应器是指催化生成（或分解）细胞内第二信 使物质的酶
G蛋白效应器：腺苷酸环化酶 (AC) 磷脂酶C (PLC) 磷脂酶A2 (PLA2) 鸟苷酸环化酶 (GC) 磷酸二酯酶（PDE）
（4）
第二信使
概念：细胞外信号物质作用于细胞膜后产生的细胞内 信号分子，它们将细胞外的信息转入细胞内，称为第 二信使。
酶活性受体
这类为一次跨膜蛋白，受体的胞外部分能与配体 结合，胞内部分具有酪氨酸蛋白激酶活性，或与酪氨 酸蛋白激酶偶联。当配体与受体的胞外部分结合后， 引起胞内酪氨酸残基自我磷酸化而增加酶的活性，对 其下游效应蛋白进行磷酸化，启动信号转导。
I、跨 膜 信 号 转 导 途 径
第二节 细胞信号转导
一、概 论
生物进化过程中发展起来的细胞与外界环境的交 流以及细胞对胞外刺激信号起反应，调节本身的活 动，这个系统称信号转导体系（Signal transduction system）。
信息分子 受体 第二信使 效应蛋白
效应蛋白
生物效应
肌肉收缩 分泌 代谢
基因表达
二、受 体 （一）概念
1、G蛋白偶联受体 2、离子通道型体 3、酶联型受体
受体类型
G蛋白偶联受体
（1）结构 已经发现200多种，是目前发现的最大的受体超 家族。都由一个单一肽链7次跨膜形成，因此称为7次跨膜受 体，G蛋白结合区位于胞浆一侧，分子由400～600个氨基酸组 成，不同受体间的同源性为20～30%。有7个高度保守的穿膜 区（长度约22～28个氨基酸）。
重要的：cAMP
cGMP 二酰甘油(DG) 三磷酸肌醇(IP3) Ca2+
（3）G蛋白与受体的相互作用
离子通道型受体
这类受体通常由单一肽链经4次跨膜构成一个 亚单位，数个亚单位构成穿过细胞膜的离子通道。 当受体与激动剂结合，离子通道开放，促进细胞 外离子内流，引起效应。这一过程通常只持续数 毫秒。如谷氨酸NMDA受体和N胆碱受体（阳离 子通道）；GABA受体和甘氨酸（阴离子通道）。
第十二章细胞信号转导ppt课件
➢ 激素(hormone)：内分泌细胞分泌 特点：低浓度、长距离、长时效、全身性
➢ 神经递质：神经突触释放 特点：短距离、短时间
➢ 局部介质：各种细胞 旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine) 的生长因子、细胞因子、NO 特点：短距离、长时效
细胞内信号分子：传导方式
a. 2 b. 5 c. 4 d. 3
9、生长因子是细胞内的(
)。
a. 营养物质
b. 能源物质
c. 结构物质
d. 信息分子
比较题
1、酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激 酶
2、磷脂酶C和蛋白激酶C
cAMP作用的靶分子
cAMP-PKA通路调节基因转录
cAMP信号传递模型
钙信号的消除
两种鸟 苷酸环 化酶： mGC、
(3)丝\苏氨酸激酶
通过变构而激活蛋白，催化底物蛋白丝\苏氨酸残 基磷酸化。 包括：蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、PKB、PKC、 PKG、CaMK和丝裂原激的蛋白激酶(mitogenactivated protein kianse, MAPK)、Raf-1等均属此类。
信号转导与信号传导(cell signalling)
➢ 信号转导强调信号的转换, 胞外信号转换为胞内信 号，包括即信号的识别与转换。
➢ 信号传导强调信号的传递，包括信号的产生、分泌 与传递
细胞通讯(cell communication)：
细胞与细胞之间的信息交流
细胞通讯的几种方式
1.信号分子 2.细胞接触 或连接 3.细胞外基质
A 与配体有高度亲和力和特异性 B 受体与配体的结合有可逆性 C 受体与配体的结合有一定的数量限度 （饱 和性） D 立体构型决定受体的特异性 E 磷酸化与去磷酸化调节受体的活性
➢ 神经递质：神经突触释放 特点：短距离、短时间
➢ 局部介质：各种细胞 旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine) 的生长因子、细胞因子、NO 特点：短距离、长时效
细胞内信号分子：传导方式
a. 2 b. 5 c. 4 d. 3
9、生长因子是细胞内的(
)。
a. 营养物质
b. 能源物质
c. 结构物质
d. 信息分子
比较题
1、酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激 酶
2、磷脂酶C和蛋白激酶C
cAMP作用的靶分子
cAMP-PKA通路调节基因转录
cAMP信号传递模型
钙信号的消除
两种鸟 苷酸环 化酶： mGC、
(3)丝\苏氨酸激酶
通过变构而激活蛋白，催化底物蛋白丝\苏氨酸残 基磷酸化。 包括：蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、PKB、PKC、 PKG、CaMK和丝裂原激的蛋白激酶(mitogenactivated protein kianse, MAPK)、Raf-1等均属此类。
信号转导与信号传导(cell signalling)
➢ 信号转导强调信号的转换, 胞外信号转换为胞内信 号，包括即信号的识别与转换。
➢ 信号传导强调信号的传递，包括信号的产生、分泌 与传递
细胞通讯(cell communication)：
细胞与细胞之间的信息交流
细胞通讯的几种方式
1.信号分子 2.细胞接触 或连接 3.细胞外基质
A 与配体有高度亲和力和特异性 B 受体与配体的结合有可逆性 C 受体与配体的结合有一定的数量限度 （饱 和性） D 立体构型决定受体的特异性 E 磷酸化与去磷酸化调节受体的活性
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典型受体代表：N型乙酰胆碱 离子通道受体信号转导的最终效应是细胞膜电位
改变，主要应答的是去极化与超极化。
离子通道的受体可以使阳离子通道也可以是阴离
子通道
G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
G蛋白偶联受体（GPCR）在结构上为蛋白单体，其肽链反复跨膜7次， 因此又称为七跨膜受体 GPCR介导的信号传递步骤：
酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号
蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路较复杂。 主要蛋白激酶偶联分为以下几个阶段：
①细胞信号分子与受体结合，导致第一个蛋白激
酶被激活
②通过蛋白质 -蛋白质相互作用或蛋白激酶的磷酸
化修饰作用激活下游信号转导分子。
③蛋白激酶通过磷酸化修饰激活代谢途径中的关
配体 质膜 受体 G蛋白(Gs) ATP AC cAMP PKA 效应蛋白 PIP2 配体 受体 PKC G蛋白(Gq) PLC DAG PKC 效应蛋白 IP3 + Ca2+通道 PKA
Ca2+浓度和分布改变
Ca2+/CaM CaM依赖性蛋白激酶 效应蛋白 生物学效应
生物学效应
生物学效应
cAMP-PKA通路
键酶、转录调控因子等，影响代谢通路、基因表 达、细胞运动、细胞增殖等
几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路
1.AMPK通路 2.JAK-STAT通路
3.Smad通路
4.PI-3K通路 5.NF-kB通路
主要要掌握的是JAK-STAT通路
JAK-STAT通路
许多细胞因子受体自身没有激酶结构域，与细胞
细胞受体介导的细胞内 信号传导
临床（2）班 郑政
膜表面受体：
膜表面受体依据结构、接收信号的种类、转换信
号的方式可分为：
1，离子通道受体 2，GPCR（七跨膜受体） 3，酶偶联受体（单跨膜受体）
离子通道受体将化学信号转变为电信号
离子通道受体是一类自身为离子通道的受体，通
道的开放或关闭直接受化学配体的控制 ，称为 “门控受体型离子通道”，其配体主要为神经递 质
G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
不同G蛋白偶联受体通过不同通路传递信号： 不同G蛋白与不同的下游分子组成了不同信号转导通路
可分为：
1，cAMP-PKA通路 2，IP3/DAG-PKC通路 3，Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联受体介导的信号转导
因子结合后，受体通过蛋白酪氨酸JAK的作用使受 体自身和胞内底物磷酸化
JAK的底物是信号转导子和转录活化子，二者所构
成的 JAK-STAT 通路是细胞因子信息内传最重要的 信号转导通路
磷酸化的STAT分子形成二聚体迁移进入胞核，调控相关基 因的表达，改变靶细胞的增殖与分化。细胞内有数种 JAK 和数种STAT 的亚型存在，不同受体可与不同 JAK 和 STAT 组 成信号通路，分别转导不同细胞因子的信号
该通路以靶细胞内cAMP浓度改变和PKA激活为主要特征 PKA 活化后 , 可使多种蛋白质地物的丝 / 苏氨酸残基发生磷 酸化,改变其活性状态 ①调节代谢 :PKA 可通过调节关键酶的活性 , 对不同的代谢 途径发挥调节作用
②调节基因表达 :PKA 可修饰激活转录调控因子 , 调控基因 表达
③调节细胞极性 :PKA 可通过磷酸化作用激活离子通道 , 调 节细胞膜电位
IP3/DAG-PKC通路
促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素、抗利尿素
与受体结合后所激活的G蛋白可激活PLC。PLC水解 膜组分PIP2，生成DAG和IP3。IP3促进细胞该库内 Ca2+ 释放，使细胞质内的 Ca2+ 浓度升高。之末上 DAG 、磷酯酰丝氨酸与 Ca2+ 共同作用，使 PKC 变构 暴露出活性中心。
例如：γ干扰素（IFN-γ） ①IFN-γ结合受体并诱导受体聚合和激活
JAK-STAT通路
②受体将JAK1/JAK2激活，JAK1和JAK2为相邻蛋白，从而 相互磷酸化，并将受体磷酸化
③ JAK 将STAT1 磷酸化，使其产生 SH2 结合位点，磷酸化的 STAT分子彼此间通过SH2结合位点和SH2结构域结合而二聚 化，并从受体复合物中解离 ④磷酸化的STAT同源二聚体转移到河内，调控基因和转录
①细胞外信号分子结合受体，通过别构效应将其激活
②受体激活G蛋白，G蛋白在有活性和无活性状态之间连续转换，称为 G蛋白循环
③活化的G蛋白激活下游效应分子。
④ G 蛋白的效应分子向下游传递信号的主要方式是催化产生小分子信 使 ⑤小分子信使作用于相应的靶分子 ⑥蛋白激酶通过磷酸化作用及或一些与代谢相关的酶、与基因表达相 关的转录因子以及一些与细胞运动相关的蛋白，从而产生各种细胞应 答反应
JAK-STAT信号转导通路
小结：三类膜受体的结构和功能特点
特性 离子通道受体 G蛋白偶联受体 酶偶联受体
配体Biblioteka 神经递质 寡聚体形成的孔 道 4个
神 经 递 质 ， 激 素 ， 生长因子， 趋化因子，外源刺 细胞因子 激（味、光） 单体 7个 具有或不具有活 性的单体 1个
结构 跨膜区段数目
功能
PKC可参与多种生理功能调节。 PKC能使立早基因的转录调控因子磷酸化，加速立
早基因的表达
Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联可通过三种方式引起细胞内 Ca2+浓度升高:某些 G 蛋白可直接激活细胞质膜上的钙通道 , 或通过 PKA 激活细 胞质膜的钙通道 , 促进 Ca2+流入细胞质 ; 或通过 IP3促使细 胞质钙库释放Ca2+ 胞 质 中 C a 2 + 浓度升高 后通过结 合钙调蛋 白传递信 号 。 Ca2+/CaM 复合物的下游信号转导分子是一些蛋白激酶 , 它 们的共同特点是可被 Ca2+/CaM 复合物激活 , 因而统称为钙 调蛋白依赖性蛋白激酶 .钙调蛋白依赖性激酶属于蛋白丝 / 苏氨酸激酶,可激活各种效应蛋白 ,可在收缩和运动、物质 代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程 中其作用。参与神经递质的合成与释放以及糖代谢等多种 细胞功能的调节。
改变，主要应答的是去极化与超极化。
离子通道的受体可以使阳离子通道也可以是阴离
子通道
G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
G蛋白偶联受体（GPCR）在结构上为蛋白单体，其肽链反复跨膜7次， 因此又称为七跨膜受体 GPCR介导的信号传递步骤：
酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号
蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路较复杂。 主要蛋白激酶偶联分为以下几个阶段：
①细胞信号分子与受体结合，导致第一个蛋白激
酶被激活
②通过蛋白质 -蛋白质相互作用或蛋白激酶的磷酸
化修饰作用激活下游信号转导分子。
③蛋白激酶通过磷酸化修饰激活代谢途径中的关
配体 质膜 受体 G蛋白(Gs) ATP AC cAMP PKA 效应蛋白 PIP2 配体 受体 PKC G蛋白(Gq) PLC DAG PKC 效应蛋白 IP3 + Ca2+通道 PKA
Ca2+浓度和分布改变
Ca2+/CaM CaM依赖性蛋白激酶 效应蛋白 生物学效应
生物学效应
生物学效应
cAMP-PKA通路
键酶、转录调控因子等，影响代谢通路、基因表 达、细胞运动、细胞增殖等
几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路
1.AMPK通路 2.JAK-STAT通路
3.Smad通路
4.PI-3K通路 5.NF-kB通路
主要要掌握的是JAK-STAT通路
JAK-STAT通路
许多细胞因子受体自身没有激酶结构域，与细胞
细胞受体介导的细胞内 信号传导
临床（2）班 郑政
膜表面受体：
膜表面受体依据结构、接收信号的种类、转换信
号的方式可分为：
1，离子通道受体 2，GPCR（七跨膜受体） 3，酶偶联受体（单跨膜受体）
离子通道受体将化学信号转变为电信号
离子通道受体是一类自身为离子通道的受体，通
道的开放或关闭直接受化学配体的控制 ，称为 “门控受体型离子通道”，其配体主要为神经递 质
G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导
不同G蛋白偶联受体通过不同通路传递信号： 不同G蛋白与不同的下游分子组成了不同信号转导通路
可分为：
1，cAMP-PKA通路 2，IP3/DAG-PKC通路 3，Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联受体介导的信号转导
因子结合后，受体通过蛋白酪氨酸JAK的作用使受 体自身和胞内底物磷酸化
JAK的底物是信号转导子和转录活化子，二者所构
成的 JAK-STAT 通路是细胞因子信息内传最重要的 信号转导通路
磷酸化的STAT分子形成二聚体迁移进入胞核，调控相关基 因的表达，改变靶细胞的增殖与分化。细胞内有数种 JAK 和数种STAT 的亚型存在，不同受体可与不同 JAK 和 STAT 组 成信号通路，分别转导不同细胞因子的信号
该通路以靶细胞内cAMP浓度改变和PKA激活为主要特征 PKA 活化后 , 可使多种蛋白质地物的丝 / 苏氨酸残基发生磷 酸化,改变其活性状态 ①调节代谢 :PKA 可通过调节关键酶的活性 , 对不同的代谢 途径发挥调节作用
②调节基因表达 :PKA 可修饰激活转录调控因子 , 调控基因 表达
③调节细胞极性 :PKA 可通过磷酸化作用激活离子通道 , 调 节细胞膜电位
IP3/DAG-PKC通路
促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素、抗利尿素
与受体结合后所激活的G蛋白可激活PLC。PLC水解 膜组分PIP2，生成DAG和IP3。IP3促进细胞该库内 Ca2+ 释放，使细胞质内的 Ca2+ 浓度升高。之末上 DAG 、磷酯酰丝氨酸与 Ca2+ 共同作用，使 PKC 变构 暴露出活性中心。
例如：γ干扰素（IFN-γ） ①IFN-γ结合受体并诱导受体聚合和激活
JAK-STAT通路
②受体将JAK1/JAK2激活，JAK1和JAK2为相邻蛋白，从而 相互磷酸化，并将受体磷酸化
③ JAK 将STAT1 磷酸化，使其产生 SH2 结合位点，磷酸化的 STAT分子彼此间通过SH2结合位点和SH2结构域结合而二聚 化，并从受体复合物中解离 ④磷酸化的STAT同源二聚体转移到河内，调控基因和转录
①细胞外信号分子结合受体，通过别构效应将其激活
②受体激活G蛋白，G蛋白在有活性和无活性状态之间连续转换，称为 G蛋白循环
③活化的G蛋白激活下游效应分子。
④ G 蛋白的效应分子向下游传递信号的主要方式是催化产生小分子信 使 ⑤小分子信使作用于相应的靶分子 ⑥蛋白激酶通过磷酸化作用及或一些与代谢相关的酶、与基因表达相 关的转录因子以及一些与细胞运动相关的蛋白，从而产生各种细胞应 答反应
JAK-STAT信号转导通路
小结：三类膜受体的结构和功能特点
特性 离子通道受体 G蛋白偶联受体 酶偶联受体
配体Biblioteka 神经递质 寡聚体形成的孔 道 4个
神 经 递 质 ， 激 素 ， 生长因子， 趋化因子，外源刺 细胞因子 激（味、光） 单体 7个 具有或不具有活 性的单体 1个
结构 跨膜区段数目
功能
PKC可参与多种生理功能调节。 PKC能使立早基因的转录调控因子磷酸化，加速立
早基因的表达
Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联可通过三种方式引起细胞内 Ca2+浓度升高:某些 G 蛋白可直接激活细胞质膜上的钙通道 , 或通过 PKA 激活细 胞质膜的钙通道 , 促进 Ca2+流入细胞质 ; 或通过 IP3促使细 胞质钙库释放Ca2+ 胞 质 中 C a 2 + 浓度升高 后通过结 合钙调蛋 白传递信 号 。 Ca2+/CaM 复合物的下游信号转导分子是一些蛋白激酶 , 它 们的共同特点是可被 Ca2+/CaM 复合物激活 , 因而统称为钙 调蛋白依赖性蛋白激酶 .钙调蛋白依赖性激酶属于蛋白丝 / 苏氨酸激酶,可激活各种效应蛋白 ,可在收缩和运动、物质 代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程 中其作用。参与神经递质的合成与释放以及糖代谢等多种 细胞功能的调节。