cAMP(环核苷酸)
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。
环磷腺苷的作用与功效
环磷腺苷的作用与功效
环磷腺苷（cyclic adenosine monophosphate，简称cAMP）是
一种常见的细胞信号分子，具有多种作用和功效。
1. 促进脂肪分解：cAMP可以活化脂肪酸分解酶，促进脂肪分解，增加脂肪酸的氧化，从而有助于减少体内脂肪积累。
2. 改善运动性激素分泌：cAMP可以刺激甲状腺素的分泌，增
加体内自由甲状腺素和促甲状腺激素的浓度，进而促进新陈代谢，并提高能量消耗和脂肪分解。
3. 改善血液循环：cAMP能够扩张血管，促进血液循环，增加
血液供应，改善组织氧供给，有助于提高运动能力和生理功能。
4. 抗炎作用：cAMP可以抑制炎症反应，减少炎症介质的释放，从而具有一定的抗炎作用。
5. 促进细胞凋亡：cAMP可以调节细胞周期，促进细胞凋亡，
有助于清除老化和异常细胞，维持组织正常功能。
6. 增强免疫功能：cAMP可以促进免疫细胞的增殖和活化，增
强免疫功能，帮助机体抵抗病原微生物的侵袭。
7. 促进神经传递：cAMP参与调节神经元的兴奋性和抑制性，
促进神经传递，有助于维持神经系统正常功能。
需要注意的是，cAMP的作用和功效可能会因个体差异和使用方式等而有所不同，在使用之前最好咨询专业医师的建议。
定痫丸对青霉素致痫大鼠脑组织环核苷酸(cAMP、cGMP)影响
出 现 异 常 放 电 。定 痫 丸 为 古 代 名 方 ， 组 成 严 谨 ， 伍 精 其 配 当 ， 到 国 内外 专 家 学 者 的 高 度 重 视 。定 痫 丸 方 出 《 学 心 受 医
２ 实 验 方 法 及 指 标 检 测
各 组大 鼠按不 同剂 量灌 胃给 药 ７ｄ后 ， 用腹 腔注射 采
２ １ 动物筛 选、 组、 药及 造 模 取 健 康 Ｗｉａ 大 鼠 ６ ． 分 给 ｓｒ ｔ Ｏ 只， 随机分成 ６组 ， 雄各半 ： 常组 、 型组 、 雌 正 模 定痫 丸低 剂量
将 已制
备好的脑组织 匀浆 上清 液 ， ７ ４紫外 分光 光度 计 于 （ ３ 、 用 ５ ５ ２ ５ ０ｎ ， 说明书操 作 ， 别测 脑组 织匀 浆 中 ＭＤ ５ ｍ）按 分 Ａ和 Ｓ Ｄ Ｏ
值。
１ １ 实验动物 ．
２ ９— ３１ ００ ００ 。
Ｗｉａ 大 鼠 ， ｓｒ ｔ 雌雄 各半 ， 重在 １０～２０ ｇ 体 ８ ２
周胜 利 龙 子江 蔡永 亮 陈 ， ， ， 明 阮诗 兰 金 ， ， 鹤 陆 ， 辉 陈梅林 ，
２００ ） ３０ ０ （． １ 安徽省合肥 市第二人 民 医院 ；． ２ 安徽 中医学院；． ３ 安徽省 中医院， 安徽 合肥 摘要 ： 目的 方法 观 察探 讨定 痫 丸治 疗癫痫 的作用 及作 用机 制 。
上 ， 中线 切 开 头 皮 并 将 肌 肉等 组 织 向两 侧 剥 离 后 暴 露 出 颅 沿
关键词 ： 定痫 丸 ； 鼠急性癫痫发 作 ； 大 神经递质 环核苷 酸 （Ａ 、Ｇ Ｐ）在脑组 织 中含量 丰富 ， 称为 ｃ ＭＰ ｃ Ｍ 被
核酸化学名词解释
1.核苷（nucleoside）:是由嘌呤或嘧啶碱基通过共价键与戊糖连接组成的化合物。
核糖与碱基一般都是由糖的异头碳与嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之间形成的β-N-糖苷键连接的。
2.核苷酸（nucleotide）：核苷的戊糖成分中的羟基磷酸化形成的化合物。
3.cAMP（cyclic AMP）:3ˊ,5ˊ-环腺苷酸，细胞内的第二信使，由于某些激素或其它分子信号刺激激活腺苷酸环化酶催化ATP环化形成的。
4.磷酸二酯键（phosphodiester linkage）：一种化学基团，指一分子磷酸与两个醇（羟基）酯化形成的两个酯键。
该酯键成了两个醇之间的桥梁。
例如一个核苷的3ˊ羟基与另一个核苷的5ˊ羟基与同一分子磷酸酯化，就形成了一个磷酸二酯键。
5.脱氧核糖核酸（DNA , deoxyribonucleic acid）:含有特殊脱氧核糖核苷酸序列的聚脱氧核苷酸，脱氧核苷酸之间是通过3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键连接的。
DNA是遗传信息的载体。
6.核糖核酸（RNA , ribonucleic acid）:通过3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键连接形成的特殊核糖核苷酸序列的聚核糖核苷酸。
7.查格夫法则（Chargaff's rules）：所有DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等，（A＝T），鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔含量相等（G＝C），即嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等（A＋G＝T＋C）。
DNA的碱基组成具有种的特异性，但没有组织和器官的特异性。
另外生长发育阶段、营养状态和环境的改变都不影响DNA的碱基组成。
8.DNA双螺旋(DNA double helix)：一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核苷酸链围绕彼此缠绕形成一个右手的双螺旋结构。
碱基位于双螺旋内侧,磷酸与糖基在外侧，通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架。
碱基平面与假想的中心轴垂直,糖环平面则与轴平行。
两条链皆为右手螺旋。
双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核苷酸之间的夹角是36°，每对螺旋由10对碱基组成，碱基按A-T, G-C配对互补，彼此以氢键相连系。
信号转导CAMP信号通路对基因转录的激活之乳糖操纵子
协调调节
1、阻遏蛋白的负性调节 •在没有乳糖存在时，乳 糖操纵子处于阻遏状态。 此时，Ⅰ基因列在P启动
序列操纵下表达的乳糖阻
遏蛋白与O序列结合，故 阻断转录启动。阻遏蛋白 的阻遏作用并非绝对，偶 有阻遏蛋白与O序列解聚。 因此，每个细胞中可能会 有寥寥数分子β半乳糖苷 酶、透酶生成。
当有乳糖存在时，乳糖操纵子即可被诱导。真正的诱导剂并非乳糖本身。乳糖经 透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数β -半乳糖苷酶催化，转 变为别乳糖。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构型变化，导致阻 遏蛋白与O序列解离、发生转录，使β-半乳糖苷酶分子增加 1000倍。
信号转导CAMP信号通路对基因转录 的激活之乳糖操纵子
姓 名：李 飞 专 业: 细胞生物学 指导教师：江 龙 教授
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CAMP信号通路 乳糖操纵子的结构 乳糖操纵子转录的调节方 式
一、CAMP信号通路
1
cAMP信号通路(cAMP signal pathway) 又称PKA系统(protein kinase A system, PKA)，是环核苷酸系统的一种。 在这个系统中，细胞外信号与相应受体结 合，通过调节细胞内第二信使cAMP的水平 而引起反应的信号通路。信号分子通常是 激素，对cAMP水平的调节，是靠腺苷酸环 化酶进行的。该通路是由质膜上的五种成 分组成：激活型受体(stimulate receptor, RS)，抑制型受体(inhibite receptor, Ri)，激活型和抑制型调节G蛋 白(Gs和Gi)和腺苷酸环化酶C。
2、作用机理：
cAMP信号途 径可表示为： 激素→ G 蛋白耦联 受体→G 蛋白→腺 苷酸环化 酶 →cAMP →依赖 cAMP的 蛋白激酶 A→基因 调控蛋白 磷酸化→ 基因转录
环核苷酸磷酸二酯酶
环核苷酸磷酸二酯酶环核苷酸磷酸二酯酶（cyclic nucleotide phosphodiesterase，简称PDE）是一类酶，其主要功能是水解环核苷酸的磷酸二酯键。
环核苷酸是一类非常重要的信号分子，包括环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）等，它们可以与特定的受体结合，触发细胞内的一系列生化反应，进而调节细胞的生理功能和代谢。
PDE通过水解环核苷酸的磷酸二酯键，将其转化为五磷酸腺苷（5'-AMP）或五磷酸鸟苷（5'-GMP），从而终止它们的信号传导。
因此，PDE在细胞内起到了很重要的负向调节作用。
另外，PDE也具有钆离子（Gd3+）敏感性，通过调节钆离子的浓度可以影响PDE的活性。
PDE在不同细胞中表达的种类和量也不同。
例如，心房组织中主要表达PDE3，而在心室组织中则主要表达PDE4。
PDE3主要调节心脏的收缩力和心率，而PDE4则调节心脏的舒张功能和抗炎作用。
此外，还有其他类型的PDE，如PDE1、PDE2、PDE5、PDE6等，它们具有不同的组织特异性和生理功能。
因此，PDE在生物体内具有重要的生理和病理作用。
例如，针对特定的PDE可以设计合适的药物，用于治疗许多疾病。
特定的PDE抑制剂，例如西地那非（sildenafil）、伊布利特（Ibutamoren）、重组人PDE4（roflumilast）等，已经用于治疗肺部疾病、心血管疾病、勃起功能障碍等，且药效显著。
总之，PDE作为细胞内的负向调节因子，在生物体内起到了非常重要的生理和病理作用。
透彻地了解PDE的结构和功能，对于理解和治疗许多疾病具有重要的指导意义。
相信随着科学技术的不断进步，我们会对PDE的结构和生理功能有更加深入的认识。
环磷酸腺苷
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环磷酸腺苷
图第一信使作用图
（图片来源：细胞生物学络课程）
细胞内的信号转导过程是由复杂的络系统完成，这一络系统的结构基础是一些关键的蛋白质分子和小分子活 性物质。很多小分子的化学物质可以作为外源信息在细胞内的信使，对相应靶分子的活性进行调节。它们在上游 信号分子的作用下可以发生浓度的迅速上升或下降，进而使相应的靶分子（下游信号转导分子）的活性升高或降 低，继而使信息向下游传递。因此细胞内小分子信使，亦被称为生命“第二信使”。
生命体正能量
环磷酸腺苷对健康的积极意义
环磷酸腺苷增强机体免疫力
现代免疫学认为，免疫力是人体识别和排除“异己”的生理反应。如果人体免疫系统不能正常发挥保护作用， 就极易出现细菌、病毒、真菌等引发的感染，免疫力低下最直接的表现就是容易生病，因经常患病加重了机体的 消耗，所以一般会有体质虚弱、营养不良、精神萎靡、疲乏无力、食欲降低、睡眠障碍等表现。人体的免疫力大 多取决于遗传基因，但是环境因素的影响也很大，如饮食、睡眠、运动、压力等。其中饮食对免疫力具有决定性 的影响力，因为有些食物的成分能够协助刺激免疫系统，增强免疫能力，如果缺乏这些重要营养素成分，会严重 影响身体的免疫系统机能。
作用
环磷酸腺苷(cAMP)是细胞内参与调节物质代谢和生物学功能的重要物质，是生命信息传递的“第二信使”。 在体内可以促进心肌细胞的存活，增强心肌细胞抗损伤、抗缺血和缺氧能力;促进钙离子向心肌细胞内流动，增强 磷酸化作用，促进兴奋-收缩偶联，提高心肌细胞收缩力，增加心输出量；同时还扩张外周血管，降低心脏射血阻 抗，减轻心脏前后负荷，增加心排出量，改善心功能。从而对心脏起到营养心肌、正性肌力、舒张血管、抗血小 板凝聚和抗心律失常的作用。在临床上主要用于治疗心功能不全、心绞痛和心肌梗死。尤其是对洋地黄类强心药 中毒或不敏感的患者。进入细胞的环磷腺苷在发挥生物学效应后被磷酸二酯酶降解成5-腺苷-5′-磷酸(5-AMP)失 去活性，进而被分解成腺苷和磷酸。为蛋白激酶致活剂，系核苷酸的衍生物。它是在人体内广泛存在的一种具有 生理活性的重要物质，由三磷酸腺苷在腺苷环化酶催化下生成，能调节细胞的多种功能活动。作为激素的第二信 使，在细胞内发挥激素调节生理机能和物质代谢作用，能改变细胞膜的功能，促使织肌浆质内的钙离子进入肌纤 维，从而增强心肌收缩，并可促进呼吸链氧化酶的活性，改善心肌缺氧，缓解冠心病症状及改善心电图。此外， 对糖、脂肪代谢、核酸、蛋白质的合成调节等起着重要的作用。
环核苷酸的主要功能
环核苷酸的主要功能环核苷酸是一类重要的细胞信号分子，包括环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）等。
它们在细胞信号传导、代谢调节、细胞增殖和分化等方面起着重要作用。
下面将详细介绍环核苷酸的主要功能。
第一、细胞信号传导调节：环核苷酸通过激活或抑制特定的激酶或蛋白酶，调节多种细胞信号传导途径。
在细胞内，环核苷酸通过与特定的受体结合，激活或抑制蛋白激酶A(PKA)或蛋白激酶G(PKG)等，从而在细胞内引发一系列信号传导反应。
这些反应包括激活或抑制特定蛋白的磷酸化作用、影响离子通道的打开或关闭、调节特定基因的表达等。
因此，环核苷酸在细胞内的信号传导过程中起着重要的调节作用。
第二、代谢调节：环核苷酸参与调节多种细胞代谢过程。
例如，cAMP可以通过激活蛋白激酶A，促进葡萄糖的分解和氧化，增加细胞的能量供应。
cGMP通过激活蛋白激酶G，参与脂肪酸合成和降解等过程。
此外，环核苷酸还与一些酶相互作用，调节酶的活性和底物亲和力，从而影响肌肉收缩、神经传导和血管紧张等生理过程。
第三、细胞增殖和分化：环核苷酸在调节细胞增殖和分化过程中发挥重要作用。
研究发现，cAMP和cGMP能够促进细胞的增殖和分化。
例如，cAMP可以促进神经元的生长和突触的形成。
cGMP则参与细胞的增殖、分化和分裂等重要过程。
这些作用与环核苷酸在调节细胞周期、细胞凋亡和细胞分裂过程中的功能密切相关。
第四、神经递质的调节：环核苷酸是神经元内的重要递质，参与调节神经传导和神经活动。
神经内环核苷酸主要是cGMP，通过活化或抑制特定的激酶或离子通道，调节神经元的电位变化，从而影响神经传导。
此外，cGMP还参与神经元的凋亡、突触形成和功能的调节，对神经系统的正常发育和功能维持起着重要作用。
综上所述，环核苷酸在细胞信号传导、代谢调节、细胞增殖和分化以及神经递质的调节等方面具有重要功能。
它们通过与特定的受体结合，调节蛋白的磷酸化作用，改变酶的活性和底物亲和力，从而影响细胞内多种信号传导途径和代谢途径的正常功能。
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一 cAMP途径 1 含义：是G蛋白偶联系统的一种信号转导途径 ，细胞外信号（第一信
使）与靶细胞的相应受体结合后，通过第二信使把信号转到细胞内。其中一 条途径是通过cAMP调节细胞内蛋白激酶A（PKA）的活性而引起细胞对外 界信号产生相应生物学效应称为cAMP信息传递途径。
激素
受体
G蛋白
AC
cAMP PKA
G蛋白在信号传导过程中起着分子 开关的作用：
（1）刺激型受体和抑制型受体是两种与激素和G蛋白结合的细 胞受体。各有2个结合位点，1个在质膜外表面，能识别细胞外 信号分子并与之结合，另一个位点能与刺激型G蛋白和抑制型G 蛋白发生作用。
（2）刺激型G蛋白偶联刺激型受体和腺苷酸环化酶， 抑制型G蛋白偶联抑制型受体和腺苷酸环化酶，提高 或降低细胞cAMP水平
AC:腺苷酸环化酶 PKA:蛋白激酶A
酶或功能蛋 白磷酸化
生物学效应
2 cAMP途径的组成：胞外信息分子、受体、
G蛋白、腺苷酸环化酶（AC）、 cAMP
3 cAMP的合成与分解
腺苷酸环化酶
ATP Mg
2+
cAMP
磷酸二酯酶
2+
5’-AMP
PPi
H2O
Mg
腺苷酸环化酶:AC 磷酸二酯酶:PDE cAMP的产生是由细胞膜中的刺激型受体（Rs)、抑制型受 体（Ri）、刺激型G蛋白（Gs）、抑制型G蛋白（Gi)、腺 苷酸环化酶（AC)5种组分控制的。
Rs：肾上腺素（β ）受体，促肾上腺皮质激素受体，胰高血 糖素受体等 Ri:肾上腺 α2 受体，生长激素释放的抑制因子受体等
3、G蛋白的两种状态
GDP α β γ GS
β γ +GTP,GSα GTP水解 GDP+Pi GDP ,GSα
Pi
二 cAMP信号途径的传递过程
1 cAMP的作用机制：
激活cAMP依赖性蛋白激酶PKA R R C C
AMP是一个重要的基因表达调控物质（Monall，1991）。在原核 生物中cAMP被认为是直接活化RNA聚合酶以促进转录，即通过该 酶的6因子的磷酸化来实现促进InRNA转录。近年来的研究表明， 真核细胞中cAMP的作用与转录因子调节有关。Montndny等（1986） 发现许多cAMP诱导转录的真核基因的启动子周围多含有一致或近 乎一致的8个碱基对的回文序列5’－TGACGTCA－3’，并命名为 cAMP反应序列（cAM－responsi、 ele。nt，CRE），是这些基因 识别cAMP信号的重要部位。同时，他们还发现cAMP诱导的靶基因 表达还需要PKA的激活。cAMP水平增高激活PKA，PKA又可能通过 使某些特异的转录因子进行磷酸化，介导cAMP引起的基因表达 （Montndny等，1986）。许多试验表明，PKA可使组蛋白磷酸化， 磷酸化的组蛋白由于带电状态及构象的改变，与DNA结合松弛而 分离，从而解除了组蛋白对这段基因的抑制，使转录得以进行。 另有试验发现，在体外PKA可使非组蛋白磷酸化，磷酸化的酸性 蛋白酸性增强，带有较多的负电荷，与带正电荷的组蛋白有较强 的亲和力而相互结合，使组蛋白与DNA分离，解除组蛋白对DNA的 阻抑而进行转录
cAMP
R
cAMP
C C
+4cAMP
+
R cAMP
cAMP
无活性的PKA
有活性的PKA
2 PKA的作用：
（1）对代谢的调节作用 （2）对基因表达的调节作用
两种典型cAMP信号途径引发的不同生 物学效应
（1） cAMP调节细胞中糖原分解
当胰高血糖素与细胞膜上的胰高血糖受体结合后，激活GS, 再通过GS作用于AC，提高细胞内cAMP水平，蛋白激酶A被 活化，依次使无活性的磷酸化酶激酶A磷酸化而转变为有 活性的磷酸化酶激酶A，该酶使无活性的磷酸化酶磷酸化 而转变为有活性的磷酸化酶，使糖原分解。 （2） cAMP-蛋白激酶A对真核细胞基因表达的调控
环核苷酸（cAMP）
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cAMP的介绍:
1 定义：环腺苷酸 “腺苷-3',5'-环化一磷酸” 的简称。 亦称“环化腺核苷一磷酸”，“环 腺一磷”。 一种环状核苷酸，简写为cAMP。 2 环腺着酸在动物体内的含量及分布 :自1957年 Sutherland首先在肝脏匀浆中发现CAMP后，人 们陆续在很多组织如肾。肺、肠、冠状动脉、支气 管、脑垂体、血小板、乳汁、睾丸、骨髓等组织或 体液中发现有cAMP存在。哺乳动物陈红细胞外， 所有组织中都有分布