生物化学第16章细胞信息转导
《生物化学》教学课件-第十六章 细胞信息传递
甲状腺激素受体(TR)
其他：
维生素D受体(VDR) 维甲酸受体(RAR)
举例：糖皮质激素（G）作用于相应受体（R）
G
G→胞质R→GR复合物→GR活性复合物进入核→作用于靶 基因GRE→调节特异基因转录发挥抗炎、诱导凋亡等作用。
第四节 癌基因表达产物与信息传递
一、癌基因（oncogene,onc）
（二）激素按其受体定位分为以下两大类
1.作用于膜受体的激素 （水溶性激素： 蛋白质、多肽类、肾上腺素）
2.作用于胞内受体的激素 （脂溶性激素： 类固醇激素、甲状腺激素）
三、细胞因子（cytokine,CK）
定义： 由多种细胞分泌、具有调节细胞生长、分
化、免疫等广泛生物学功能的多肽或蛋白类。
常见细胞因子
1) 胆碱类 2) 单胺类 3) 氨基酸类 4) 神经肽类
胆碱类
乙酰胆碱（Ach）
乙酸 ＋ 胆碱
乙酰胆碱
单胺类
5-羟色胺(5-HT) 儿茶酚胺类(CAs)
去甲肾上腺素(NE) 多巴胺(DA)
氨基酸类
抑制性氨基酸递质
-氨基丁酸(GABA) 甘氨酸(Gly) 牛磺酸(taurine)
兴奋性氨基酸递质
第一节 细胞间信息分子
信息分子（信号分子）： 细胞受外界刺激后所分泌的各种化学分子
分类：
1. 神经递质 2. 激素 3. 细胞因子 4. 气体信息分子 5. 细胞黏附分子
一、神经递质（neurotransmitter）
定义：是神经元之间或神经元与肌肉、腺体 细胞之间传递信息的化学物质
根据神经递质化学组成特点分类：
细胞因子作用特点
1）主要以旁分泌或自分泌 方式起调节作用
2）作用范围广 3）功能多样性 4）作用强、效率高
细胞信号转导的生物化学过程研究
细胞信号转导的生物化学过程研究细胞信号转导是生物体内一系列重要生物化学过程中的重要组成部分。
它是指从细胞外界传递的大量信息通过细胞膜、细胞器及细胞核等一系列关键结构中进行传递，并激活一系列重要的细胞生理和生化反应的过程。
此次文章将主要介绍细胞信号转导的生物化学过程，包括信号传递的类型、信号分子的种类、信号受体的结构，以及信号传递过程中所涉及的各种生物化学元素的作用。
一、信号传递的类型细胞信号传递可分为两类：内分泌和神经递质两种。
内分泌通过静态传递的方式，即信号物质从内分泌腺向血液中释放，在血液中通过大量的扩散，最后作用于远离腺体的靶细胞；而神经递质则通过动态传递的方式，即信号物质由神经元从细胞体释放到突触前小囊泡中，通过神经元的轴突末端与其他神经元形成联系，完成神经递质的传递。
二、信号分子的种类信号分子有多种类型，包括激素、生长因子、神经递质、细胞黏附分子等，其中激素和生长因子是最常见的，作用于许多重要的生理进程。
激素分为脂溶性和水溶性两种类型，脂溶性激素包括睾酮、雌激素和甾体激素等，可通过细胞膜进入细胞内部；水溶性激素则无法穿过细胞膜，必须先与受体蛋白结合，从而活化细胞内相关的信号途径。
三、信号受体的结构信号受体的结构有多种，包括钠离子通道、酪氨酸激酶受体、鸟嘌呤酸环化酶受体等。
其中酪氨酸激酶受体结构最常见，它们的外膜区域含有环节酪氨酸残基、颅内区域含有酪氨酸激酶区域和多个磷酸苏氨酸结构，这些结构在其激活后会参与信号传递过程。
四、信号传递过程中所涉及的生物化学元素在信号传递过程中，涉及到许多生物化学元素。
信号分子作用于受体后，受体会引起细胞各个部分之间的生化反应，包括信号分子与受体的结合、受体的激活、蛋白质激酶的激活、转录因子的激活，以及蛋白质的磷酸化等。
其中磷酸化作用在信号传递过程中起着至关重要的作用，它会使某些蛋白质从一状态转变为另一状态，从而引发特定的生化反应。
此外，还有第二信使、离子通道、蛋白酶的参与，从而完成了整个信号转导的过程。
细胞信号转导
细胞信号转导摘要：细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合,引发细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用,直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程. 细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。
关键词：细胞信号、受体、传导正文：一、细胞信号转导的概念细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。
水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反应。
二、信号转导受体（一）膜受体1．环状受体 (离子通道型受体)多为神经递质受体,受体分子构成离子通道。
受体与信号分子结合后变构，导致通道开放或关闭。
引起迅速短暂的效应。
2．蛇型受体7个跨膜α-螺旋受体, 有100多种，都是单条多肽链糖蛋白，如G蛋白偶联型受体。
3．单跨膜α-螺旋受体包括酪氨酸蛋白激酶型受体和非酪氨酸蛋白激酶型受体。
（1）酪氨酸蛋白激酶型受体这类受体包括生长因子受体、胰岛素受体等。
与相应配体结合后，受体二聚化或多聚化，表现酪氨酸蛋白激酶活性，催化受体自身和底物Tyr磷酸化，有催化型受体之称。
（2）非酪氨酸蛋白激酶型受体，如生长激素受体、干扰素受体等，。
当受体与配体结合后，可偶联并激活下游不同的非受体型TPK，传递调节信号。
（二）胞内受体位于胞液或胞核，结合信号分子后，受体表现为反式作用因子，可结合DNA顺式作用元件，活化基因转录及表达。
包括类固醇激素受体、甲状腺激素受体等。
? 胞内受体都是单链蛋白，有4个结构区：①高度可变区②DNA结合区③激素结合区④绞链区(三)受体与配体作用的特点是：①高度亲和力，②高度特异性，③可饱和性1．受体：位于细胞膜上或细胞内，能特异性识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，膜受体多为镶嵌糖蛋白：胞内受体全部为DNA结合蛋白。
生物化学-细胞信号转导-精品文档
激素与受体的结合特征
1. 高度专一性 2.高度亲和力 3.可饱和性
4.激素与受体的结合曲线 呈可饱和状态 5.特定的作用模式
受体的分类、结构与功能
环状受体 G蛋白偶联受体 单个跨膜的α螺旋受体 具有鸟苷酸环化酶活性的受体
受体本身构成离子通道。当 其结合域与配体结合后，受 体变构使通道开放或关闭， 引起或切断阳离子、阴离子 的流动，从而传递信息。如 谷氨酸受体与谷氨酸结合时， 通道开放，突触后膜的Na+、 K+通透性增强，膜电位下降 而产生兴奋性突触后电位。
一、cAMP蛋白激酶途径
激素 +受体
激素—受体
G蛋 白
G蛋 白 a
ACi
A Ca
Mg 2+
ATP
cA M P
磷 酸 二 酯 酶 （ PDE） Mg 2+
蛋 白 激 酶 A (P K A )
5 '— A M P
多种酶磷酸化 调节代谢
某些蛋白磷酸化
产生生物学效应
CREB中 特 定 的 丝 氨 酸 或苏氨酸残基磷酸化
活化晚期反应基因
细胞增生核型变化 细胞生长和分化
产生生物学效应
三、cGMP蛋白激酶途径
G T P
激 素 + 受 体激 素 — 受 体G c
c G M P NO
P K G
靶 蛋 白 丝 /苏 氨产 生 生 物 酸 残 基 磷 酸 化 学 效 应
四、酪氨酸蛋白激酶途径
细胞外信号
受 体 型 TPK
此类激素包括胰岛素、甲状旁腺素 等蛋白类激素、生长因子等肽类激素及 肾上腺素等儿茶酚按类激素。这些激素 都是亲水性的，难以越过由脂双层构成 的细胞表面的质膜。这类激素常通过跨 膜传递途径将信号传递到细胞内。然后 通过第二信使，将信号逐级放大，产生 显著代谢效应。跨膜信号传递不止一条，
重庆医科大学刘先俊《生物化学》第16章.细胞信号转导
GTP
GDP
3.G蛋白的活化过程
3.种类 （功能）
Gs:(Stimulatory G protein)
(+)腺苷酸环化酶
ATP
cAMP
Gi:( inhibitory G protein )
脂类衍生物：如DAG（二酰基甘油）
糖衍生物：IP3（三磷酸肌醇） 核苷酸：cAMP、cGMP
（三）受体
1.受体概念
是细胞表面或亚细胞组分中的一种分 子（蛋白质），可以识别并特异地与有生 物活性的化学信号物质（配体）结合，从 而激活或启动一系列生物化学反应，最后 导致该信号物质特定的生物效应。
能与受体呈特异性结合的生物活性分 子称为配体。
动物细胞生长因子，如血小板生长因子 (PDGF),表皮生长因子(EGF),胰岛素等的受体，它 们本身具有酪氨酸蛋白激酶活性。心钠素受体具 有鸟苷酸环化酶活性等。
3个结构区，即细胞外与配体的结合区，细胞 内部具有激酶活性的结构区和连接此两个部分的 跨膜结构区
4.酶偶联型受体
受体本身不具有Tyr激酶活性，但它与胞浆中的 另一个具有Tyr激酶活性的蛋白质偶联。
细胞信号转导
生物化学与分子生物学教研室 刘先俊
P348
概念：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 （signal transduction）。
细胞外信号通过与细胞表面(少数为胞内) 的受体相互作用转变为胞内信号并在细胞内
传递的过程称为信号转导。
细胞信号转导的基本步骤：
2.G蛋白偶联型受体
1）最大的受体家族：目前已知的已超过1000种，新 的仍在不断发现中。
生物化学：Chapter15-16细胞信息的传导
第十五章 物质代谢的调控 第十六章 细胞信号转导
第三节 基因表达的调控
诱导表达（induction）：
在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因 的表达产物增加
这类基因称为可诱导基因，如乳糖操作子基因
阻遏表达（repression）：
在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因 的表达产物减少。
第十五章 物质代谢的调控
生物体不仅接受外界环境的 信息，而且内部细胞、组织、器 官之间，亦不断的发出和接受信 息，以协调整体的代谢状态。
人体协调内部的生物信息过程主要 涉及两个系统： 神经系统 协调内、外部 激素系统 主要协调内部
免疫系统：协调内、外部？
第十六章 细胞信号转导
概念：细胞通讯的实现方式
这类基因称为可阻遏基因，如色氨酸操作子基因
第十五章 物质代谢的调控
细胞水平的调节作用：p444
反馈调节: 终产物的积累影响酶活
正/负反馈调节: 终产物的积累增强/抑制酶活
酶活性的调节 酶定位的调节
第十五章 物质代谢的调控
神经系统整体水平； 激素水平 细胞水平
细胞通讯：细胞间的相互识别、联络 和作用。
基本原理：细胞信号和受体
如NO及其受体 信号有物理、化学和大分子结构信号
p462
方式
周边通讯 突触通讯 内分泌通讯
生物化学16.第十六章细胞信息转导
⽣物化学16.第⼗六章细胞信息转导幻灯⽚1第⼗六章细胞信号转导(Cell Communication and Signal Transduction)幻灯⽚2第⼀节信号分⼦与受体(Signal Molecules and Receptor)⼀、信号分⼦的种类与传递⽅式(⼀)信号分⼦的种类1. 激素⼜称内分泌信号(e n d o c r i n e s i g n a l )。
由内分泌细胞分泌。
通过⾎液循环到达靶细胞。
⼤多数作⽤时间较长。
多细胞⽣物通过细胞间信号传递系统调控机体活动。
单细胞⽣物直接作出反应。
外界刺激跨膜信号转导步骤特定细胞释放信息物质信息物质到达靶细胞与靶细胞的受体特异结合启动细胞内信使系统靶细胞产⽣⽣物学效应(1)特点(2)例如：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等。
幻灯⽚32.神经递质⼜称突触分泌信号(synaptic signal) 由神经元细胞分泌。
作⽤时间较短。
(1)特点(2)例如：⼄酰胆碱、神经肽类等。
3.⽣长因⼦由普通细胞分泌，扩散到达靶细胞。
作⽤时间较短。
(1)特点(2)例如：表⽪⽣长因⼦(EGF) 等。
4.细胞因⼦由普通细胞分泌的多肽或蛋⽩质。
介导或调节免疫功能、刺激造⾎。
(2)例如：⽩介素(IL)、⼲扰素(IFN) 等。
5.⽆机物如Ca2+ 、NO 、CO 等。
幻灯⽚4(⼆)信号分⼦的传递⽅式内分泌信号传递通过⾎液循环到达靶细胞的传递⽅式。
2.旁分泌信号传递到达临近的靶细胞的传递⽅式。
3.⾃分泌信号传递到达⾃⾝作为靶细胞的传递⽅式。
⼆、受体的种类和作⽤特点受体(recepter) 是细胞膜上或细胞内能识别⽣物活性分⼦并与之结合的特殊蛋⽩质或糖脂等。
配体(ligand)是能与受体呈特异性结合的⽣物活性分⼦。
幻灯⽚5(⼀)受体的种类1.细胞膜受体(cell membrane receptor)存在于细胞质膜上的受体，绝⼤部分是镶嵌糖蛋⽩。
(1) 离⼦通道受体⼜称环状受体，本⾝位于细胞膜上的配体门控离⼦通道，与配体结合，控制离⼦进出细胞。
细胞信息转导共196页
（adenylate cyclase，AC）（guanylate cyclase，GC）
• 包括：跨膜离子通道型受体（环行受体 ）、G蛋白偶联型受体、单跨膜受体、鸟 苷酸环化酶活性受体等
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12
信号转导图示
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13
三、信号转导网络工作的基础
• 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。
• 细胞内信号分子包括：
• 细胞通过细胞膜表面的蛋白质、糖蛋白 、蛋白聚糖与相邻细胞的膜表面分子特 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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7
属于这一类通讯 的有：
• 相邻细胞间粘 附因子的相互 作用
• T淋巴细胞与B 淋巴细胞表面 分子的相互作 用等
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5
可溶性化学信号的分类
化学信号 的名称
作用距离 受体位置
举例
神经分泌 内分泌
自分泌及 旁分泌
神经递质
激素
细胞因子
nm 膜受体
乙酰胆碱 谷氨酸
m 膜或胞内受体
胰岛素 生长激素
m 膜受体
表皮生长因子 神经生长因子
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6
（三）细胞表面分子也是重要的细胞 外信号
• 细胞与细胞直接相互作用也属于细胞外 信号。
②该分子类似物可模拟细胞外信号的作用； ③阻断该分子的变化可阻断细胞对外源信号的反应。 ④作为别位效应剂在细胞内有特定的靶蛋白分子。
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(一）环核苷酸
细胞信号转导的特点
细胞信号转导的特点
细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体（膜受体或核受体）结合，引发细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用，直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程。
其特点主要包括以下几点：
1. 反应迅速：对外源信息的反应信号的发生和终止十分迅速。
2. 级联放大效应：信号转导过程是多级酶促反应，因而具有级联放大效应，以保证细胞反应的敏感性。
3. 通用性：细胞信号转导系统具有一定的通用性，一些信号转导分子和信号转导通路常常为不同的受体所共用。
4. 信息交流：不同信号转导通路之间存在广泛的信息交流。
5. 高度亲和力与高度特异性：细胞能够识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号（来自于周围或远距离的细胞），并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，这一过程具有高度亲和力和高度特异性。
6. 改变细胞功能：细胞信号转导能将这种分子活性的变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能。
7. 适应性：细胞信号转导的最终目的是使机体在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的反应，以维持细胞的生长、代谢和功能。
了解这些特点有助于更好地理解细胞如何感知和响应外部刺激，以及如何维持机体的稳态。
如需了解更多相关信息，建议查阅细胞生物学教材或文献。
【生物化学】第16章 细胞信号转导
1. 高度专一性 2. 高度亲和力 3. 可饱和性 4. 可逆性 5. 特定的作用模式
（三）受体的分类与结构
离子通道型受体
膜受体 G蛋白偶联型受体
受体
催化型e receptor)
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶 嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分 为三大类：离子通道型受体，G蛋白偶联型受 体，催化型受体和 酶偶联受体。
3．PKA的作用
（1） 对代谢的调节作用 通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调
节功能。
如：肾上腺素、胰高血糖素促进糖原分解
目录
（1）催化型受体
受体本身是一种具有跨膜结构的酶蛋白（酪氨 酸蛋白激酶活性、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性、 鸟苷酸环化酶活性），如EGF、PDGF等生长因子 和胰岛素受体。
（2）酶偶联型受体 受体本身无内在的催化活性，但直接与一个
有酪氨酸蛋白激酶活性的胞浆蛋白相偶联，如干 扰素受体。
目录
三种细胞表面受体的特点
与 蛋白质功能和表达水 表达水平，调节细胞
超极化
平
分化和增殖
（二）核受体
受体位于胞浆或胞核，大多数位于胞核， 因此又称为核受体。其配体是亲脂化合物， 可穿过细胞膜（如类固醇激素），受体本身 是转录因子，通过调节某些基因的转录，产 生生物学效应。
第二节
G蛋白偶联受体的 信号传导
一、 G蛋白
是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的外周蛋白，由 、 、 三个亚基组 成， 可结合GTP或GDP，且具有GTP酶活性 。
化学性质 * 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰
岛素等） * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、
肾上腺素等） * 类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） * 脂酸衍生物（如前列腺素） * 气体（如一氧化氮、一氧化碳）等
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※第三信使(third messenger)
负责细胞核内外信息传递的物质，又称为
DNA 结合蛋白，是一类可与靶基因特异序列
结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早
基因(immediate-early gene)的编码蛋白质 。
2.配体门控离子通道受体，即环状受体
• 是一类自身为离子通道的受体，它 们的开放或关闭直接受化学配体的
控制，被称为配体-门控受体通道 • 配体主要为神经递质。
乙酰胆碱受体的结构与其功能
• 最终效应：细胞膜电位改变，即通过将化学 信号转变成为电信号而影响细胞功能的。
• 离子通道受体：
阳离子通道：如乙酰胆碱、谷氨酸的受体； 阴离子通道：如甘氨酸、γ-氨基丁酸的受体。
AC
ATP
Mg2+
磷酸二酯酶
cAMP
H2O
Mg2+
5´-AMP
PPi
NH2 N
O OH
O OH
O N O N
N
腺苷酸环化酶
(adenylate cyclase,AC)
NH2 N N N
HO P O P O P O CH2
OH
ATP
OH OH
O CH2 N O
O
P OH
O
OH
NH2 N O N N
cAMP
信息传递过程中的G蛋白
G蛋白的类型 α亚基 功能
Gs Gi Gp
αs αi αP
激活AC 抑制AC 激活PI特异的PLC
Hs
Hi
Ri
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变 GTP
GTP
GS
αs
β γ αs
β
γ
αi
β
GDP γ
Gi
GDP
-GTP
αi
AC
-GTP
质膜
胞液
AC*
ATP
PPi 磷酸二酯酶 AMP cAMP
二、细胞内信息物质
定义
细胞内信息物质(intracellular signal
molecules)
第一信号物质经转导刺激细胞内产 生的传递细胞调控信号的化学物质。
化学性质
无机离子：如 Ca2+
脂类衍生物：如DAG、Cer 核苷酸：如cAMP、cGMP 糖类衍生物：如IP3 信号蛋白分子
※第二信使(secondary messenger)
PKH GC GC
具有鸟苷酸环化酶活性的受体结构 PKH：激酶样结构域 GC： 鸟苷酸环化酶结构域
（1）膜受体(membrane receptor)
*三聚体或四聚体
*心钠肽（ANP）和鸟苷蛋白等通过
此起作用 （2）胞质受体(cytosol receptor)
*由α、β亚基组成的杂二聚体
*大部分为可溶性受体
SH3结构域
能与富含脯氨酸的肽段结合
PH结构域(pleckstrin homology domain)
识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽，并
能与G蛋白的βγ复合物结合 ,还能与带电的磷 脂结合
TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体
甘氨酸丝氨酸 结构域
4. 具有鸟嘌呤环化酶活性的受体
膜受体 胞外 可溶性受体
胞内
– cGMP- 蛋白激酶途径
– 酪氨酸蛋白激酶途径
– 核因子 途径
– TGF-β途径
Hale Waihona Puke （一）cAMP - 蛋白激酶Ａ途径 组成：
胞外信息分子，受体，G蛋白，腺
苷酸环化酶 (adenylate cyclase，AC)，
cAMP，蛋白激酶 A (protein kinase A， PKA)
1. cAMP 的合成与分解
表 皮 生 长 因 子 受 体 (epidermal growth factor receptor, EGF-R)。
非酪氨酸蛋白激酶受体型
与配体结合后，可与酪氨酸蛋白激酶偶联而
表现出酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。
自身磷酸化(autophosphorylation)
当配体与单跨膜螺旋受体结合后，催化 型受体(catalytic receptor)大多数发生二聚化， 二聚体的酪氨酸蛋白激酶(tyrosine protein kinase, TPK)被激活，彼此使对方的某些酪氨 酸残基磷酸化，这一过程称为自身磷酸化。
根据细胞定位分：
（一）膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分
是镶嵌糖蛋白。
根据其结构和转换信号的方式又分为 三大类：离子通道受体， G 蛋白偶联受体 和单跨膜受体。
1. G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors,
GPCRs） 又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体
HO P O CH2
OH
N O
AMP
磷酸二酯酶
OH OH
(phosphodiesterase, PDE)
2．cAMP的作用机理——PKA的激活
R 调节亚基 C 催化亚基 cAMPdependent protein kinase， PKA
3．PKA的作用
⑴ 对代谢的调节作用
通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。
-P
体
×10
ATP
无活性的 磷酸化酶b 糖原
ATP Mg 2+
有活性的 磷酸化酶a 葡萄糖
-P
×108
（二）Ca2+－依赖性蛋白激酶途径
1. Ca2+－ 磷脂依赖性蛋白激酶途径 组成: 胞外信息分子，G蛋白 磷脂酶C(phospholipase C, PLC) 甘油二脂(diacylglycerol, DAG) 三磷酸肌醇( inositol 1, 4, 5 triphosphate, IP3 )
蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)
(1) DAG，IP3的生物合成和功能
PIP2 (磷脂酰肌醇4,5-二磷酸) PLC DAG + IP３
DAG，IP3的 功 能：
IP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，
促使细胞内 Ca2+释放 DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下 激活PKC
第 16 章
细胞信息传递
Cell Communication and Signal Transduction
概
述
外界环境变化时
单细胞生物 —— 直接作出反应 多细胞生物 ——通过细胞间复杂的 信号传递系统来传递信息，从而调
控机体活动。
细胞信息传递方式
① 通过相邻细胞的直接接触
② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其 他细胞的代谢和功能
* 配体 ：NO、CO等
（二）胞内受体(intracellular receptor)
位于细胞浆和细胞核中的受体，全
部为DNA结合蛋白。
1. 受体的结构
高度可变区
DNA结合区 位于N端，具有转录活性 含有锌指结构 位于C端，结合激素、热休克蛋 白，使受体二聚化，激活转录 常含有与SV40 大T抗原相似的核 定位信号NLS
cAMP-蛋白激酶途径总结
R G AC
ATP
磷酸二酯酶 AMP cAMP
蛋白激酶A
酶活性改变 蛋白质或 酶磷酸化 膜通透性改变 基因转录加快 蛋白质合成加速 信息效应
肾上腺素促进肝糖原分解级联放大效应 糖原磷酸化酶的激活与失活
（第二信使） 肾 4 上受 cAMP × 10 2 × 10 腺 腺 2+ 素 ATP Mg 苷 酸 无活性的磷 有活性的磷 环 酸化酶b激酶 酸化酶b激酶 化 酶 6 无活性 PKA 有活性 PKA
按内分泌激素的化学组成分为:
含氮激素 如肾上腺素、甲状腺素、 促甲状腺激素 、 胰高血糖素、胰岛素、生长激素等 类固醇激素
如性激素、皮质醇、醛固酮等
按激素受体的分布部位 ：
胞内受体激素: 甲状腺素、类固醇激素 胞膜受体激素: 除甲状腺素外其他的含氮激素
（三）局部化学介质
又称旁分泌信号(paracrine signal
激素结合区
铰链区
核受体结构示意图
目录
2.相关配体 类固醇激素、甲状腺素和维甲酸等 3.功 能
多为反式作用因子，当与相应配
体结合后，能与DNA的顺式作用元 件结合，调节基因转录。
二、受体作用的特点
• 高度专一性 • 高度亲和力 • 可饱和性
受 体 饱 和 度 （ ％ ）
• 可逆性
• 特定的作用模式
PKA 对底物蛋白的磷酸化作用
底物蛋白 组蛋白 磷酸化的后果 失去对转录 的阻遏作用 生理意义 转录，促进 蛋白质的合成 促进蛋白质的合成 改变膜对水及离子 通道的通透性
核蛋白体蛋白 加速翻译 细胞膜蛋白 微管蛋白 膜蛋白构象及 功能改变
构象和功能改变 影响细胞分泌 加强心肌收缩
心肌肌原蛋白 易与Ca2+结合
3. 单个跨膜螺旋受体
含TPK结构域的受体 EGF:表皮生长因子 IGF-1:胰岛素样生长因子 PDGF:血小板衍生生长因子 FGF:成纤维细胞生长因子
酪氨酸蛋白激酶受体型（催化型受体）
与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰
岛素受体insulin growth factor receptor, IGF-R
第 二 节
受
体
Receptor
受体的定义
是细胞膜上或细胞内能特异性识别生
物活性分子并与之结合的成分，它能把识
别和接受的信号正确无误地放大并传递到
细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋