第七章信号转导异常与疾病
第七章细胞信号转导异常与疾病精品PPT课件

ßR 融入, 证实该途径 。
用异丙肾致cAMP增多,
用心得安可阻断该反应。
(二)、Gi途径
Ach-M2R\Adr- α 2R-Gi- AC (-) - cAMP -PKA (-)
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β-肾上腺素能受体、 胰高血糖素受体
α1-肾上腺素能受体 M2-胆碱能受体、血管紧张素Ⅱ受体
Gs蛋白
(+) (-) 腺苷酸环化酶(CA)
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分类: 根据G α 功能可分 Gs: stimulationG ,分子量4 . 5万,能使 AC激活,都有CTx结合区。 Gi : inhibitionG,分子量4万,能使AC抑 制,都有PTx结合区。 Gp-激活磷酯酶(phospholipiase)的G蛋白 Gq-激活PLCβ介导IP水解。 Gt-与视觉有关 Ggust-与味觉有关 其他功能不明者用x、o或数字表示 如:Go 或Gx
岛素在糖代谢中的作用。
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2. RTK介导的信号转导通路 (一)、 RTK-Ras-MAPK-ERK通路 (二)、 RTK-PLCr-DG-PKC- MAPK通路 (三)、 RTK-PI3K- MAPK通路 RTK的配体包括EGF,PDGF,Insuline, 多种应激原,促炎细胞因子也可激活MAPK 通路。
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GPCR:G蛋白偶联受体,有7个跨膜段,目前是受体 中最大的超家族(人类基因组中第三大家族),包
括肽类激素受体、 α、ß、M受体等 GPCR配体:
激素类:PTH、TRH、ADH、NA、Ach等 神经递质、神经肽、趋化因子、光、气 味 多种药物: ß阻滞剂(心得安),组胺拮抗
剂(酮替芬),抗胆硷药(阿托 品),阿片等。
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4、转录因子:AP-1、SRF、CREB、NFkB、 ERK、STAT等
病理生理学 第七章细胞信号转导异常与疾病

胰高血糖素R
β-受体
A、 α 2 、 M受体
内皮素受体 A、α 1受体
Gsα
+ 腺苷酸环化酶 cAMP PKA 靶蛋白 磷酸化
CREB CRE 入C核 +
Gi
αβγ + PLCβ PI P2 DAG PKC
Gqα
+
IP3 Ca2+释放 靶蛋白 磷酸化
靶基因 转录
图-3 G蛋白介导的细胞信号转导途径
家族性高胆固醇血症 家族性肾性尿崩症 视网膜色素变性 遗传性色盲 严重联合免疫缺陷症 II型糖尿病 LDL受体 ADH V2型受体 视紫质 视锥细胞视蛋白 IL-2受体γ 链 胰岛素受体 血浆LDL升高,动脉粥样硬化 男性发病,多尿、口渴和多饮 进行性视力减退 色觉异常 T细胞减少或缺失,反复感染 高血糖,血浆胰岛素正常或升高 佝偻病性骨损害,秃发; VitD受体 雄激素受体 β甲状腺素受体 雌激素受体 继发性甲状旁腺素增高 不育症,睾丸女性化 甲状腺功能减退,生长迟缓 骨质疏松,不孕症 多毛症,性早熟,低肾素性高血压
(3) 受体与配体结合障碍 (1) 受体合成障碍 (占50%以上) (4) 受体内吞缺陷
(5)受体再循环障碍
(2) 受体转运障碍
LDL受体突变的类型及分子机制
家族性高胆固醇血症患者, 13岁的女孩60岁的心脏,身上 长满“黄色瘤”,动脉硬化、冠 心病,2005年死于心衰。
2)家族性肾性尿崩症 : 肾小管对ADH反应性降低引起者为肾性尿 崩症(ADH抵抗征),可由下述引起: ◆ 遗传性ADH受体及受体后信息传递异常; ◆ 继发性肾及肾外疾病。 ★ 编码人ADH受体的基因位于x染色体,故 家族性肾性尿崩症系性连锁遗传,患者多为 男性,1岁以内发病,具有口渴、多饮、多尿 等尿崩症的临床特征,但血中ADH正常,女 性携带者一般无症状。
07信号转导异常与疾病

GTP酶抑制,Gs α 持续激活 AC活性↑, cAMP↑
GH分泌↑
(2)表现 (manifestations)
v肢端肥大 v身材高大
四 多个环节细胞信号转导障碍
Ⅱ型糖尿病 高血压病
肿瘤
多数癌基因的表达产物是细胞信号 转导系统的组成 成分,主要包括:
1.表达生长因子样物质 2.表达生长因子受体类蛋白 3.表达蛋白激酶类 4.表达信号转导分子类 5.表达核内蛋白类
复习思考题:
1.解释:细胞信号转导;跨膜信号转导 2.细胞信号转导的主要途径有哪些? 3. 家族性高胆固醇血症的可能发生机制是
什么?霍乱的发生机制是什么?
4.血管紧张素II加强心肌收缩的机制什么? 5. 糖皮质激素与受体结合后如何发挥抗炎
作用?
6.EGF的促细胞生长途径是什么? 7. 叙述肾上腺素与β受体结合后的信号转
vG蛋白活性的调节
GDP
受体
GDP
Gabg
GTP
Ga bg
GTP 效应蛋白 Ga
Gabg
效应蛋白 bg
◆ G蛋白激活: GTP与Gα相结合 ◆ G蛋白失活: GTP酶水解GTP
(一) 腺苷酸环化酶信号转导通路
(Adenylyl cyclase signal transduction pathway)
(G protein-mediated signal transduction)
G蛋白 (G protein)
可与鸟嘌呤核苷酸可 逆性结合的蛋白质家族。
v分类 (Classification)
➢α、β和γ亚单位 组成的异三聚体
GDP Ga
bg
➢小分子G蛋白 GDP
七章信号转导异常与疾病

如: (1)受环核苷酸调控的PKA Gs→激活AC→cAMP-PKA→多种蛋白磷酸化→ 调节其功能。 ①使 心肌细胞膜上L型Ca2+通道磷酸化→细胞 外Ca2+内流; 使 激活糖原磷酸化酶激酶→肝糖原分解。 心肌收缩力↑ 能量供应↑。
②PKA入核→磷酸化CREB→促进CREB与
靶基因中CRE结合→激活靶基因转录。 (2)磷酸化在信号转过程中也发挥重要作用 如MAPK家族的酶,就是由磷酸化级联反应激 活(幻灯26)。
第三节 信号转导异常 发生的环节和机制
发放 接受(受体) 信号 异常→细胞 代谢 障碍→
在细胞内转导通路 靶蛋白
功能
→疾病。
原因:理化因素、生物因素、遗传因素。 某些转导蛋白基因突变或多形性,导致疾病发生, 并决定疾病的严重性或对药物的敏感性。
一、细胞外信号发放异常 (一)神经和体液因子分泌异常
集具有组蛋白乙酰转移酶(HAT)活性的共激活因子→
组蛋白乙酰化→染色体结构打开DNA模板裸露→转录因 子与DNA结合→形成转录起始复合物→促进转录→出 现激素生物效应。(生理学P339,药理学P350)
负性HRE (GRβ) GR→
其他转录因子(AP-1 NF-кB) 交互抑制或拮抗.抑制靶基因表达
(一)蛋白激酶∕蛋白磷酸酶是信号开关分子 1、蛋白可逆性磷酸化修饰是快速调节效 应蛋白的活性最重要的信号通路开关。 提高其活性; (1)蛋白磷酸化可能
降低其活性。
(2)蛋白磷酸酶衰减蛋白酶信号。
跨膜受体家族一般是靠蛋白可逆性磷酸 化,修饰调节效应蛋白的活性
2、蛋白丝氨酸∕苏氨酸激酶和 蛋白酪氨酸激酶, 是最主要蛋白激酶。
生理学意义:对认识生命活动的本质有重要 意义。 医学意义:深入认识发病机制; 为新的诊断和新药设计及新的治 疗技术提供思路和作用靶位。
病理生理学第七章 细胞信号转导异常与疾病试题和答案

一、选择题 【A 型题】
1.下列关于细胞信号转导的叙述哪项是不正 确的?
A.不同的信号转导通路之间具有相互联系 作用
B.细胞受体分为膜受体和核受体 C.酪氨酸蛋白激酶型受体属于核受体 D.细胞信号转导过程是由细胞内一系列信 号转导蛋白的构象、活性或功能变化来实现的 E.细胞内信使分子能激活细胞内受体和蛋 白激酶 2.下列关于细胞信号转导的叙述哪项是错误 的? A.机体所有生命活动都是在细胞信号转导 和调控下进行的 B.细胞通过受体感受胞外信息分子的刺激, 经细胞内信号转导系统的转换而影响生物学 功能 C.不溶性信息分子需要与膜表面的特殊受 体相结合,才能启动细胞信号转导过程 D.脂溶性信息分子需与胞外或核内受体结 合,启动细胞信号转导过程 E.G 蛋白介导的细胞信号转导途径中,其 配体以生长因子为代表 3.G 蛋白信号系统不包括: A.激活腺苷酸环化酶途径 B.IP3 途径 C.受体酪氨酸蛋白激酶途径 D.抑制腺苷酸环化酶途径 E.离子通道途径
4.有关 G 蛋白叙述哪项是不正确的? A.G 蛋白是指与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合
的蛋白质家族 B.G 蛋白是由αβγ亚单位组成的异三聚
体 C.Gα上的 GTP 被 GDP 取代,这是 G 蛋白激
活的关键步骤 D.小分子 G 蛋白只具有 G 蛋白α亚基的功
能 E.G 蛋白偶联受体由单一肽链 7 次穿越细
1
8.下列哪项不属于典型的膜受体 A.乙酰胆碱受体 B.异丙肾上腺素受体 C.胰岛素受体 D.γ 干扰素受体 E.糖皮质激素受体
9.核受体本质是配体激活的 A.丝/苏氨酸蛋白激酶 B.酪氨酸蛋白激酶 C.离子通道受体 D.转录因子 E.效应器
10.下列关于 PI-3K-PKB 通路的叙述错误的是 A.活化的 PI-3K 产物可激活磷脂酰肌醇依 赖性激酶 PKD1 B.在胰岛素调节糖代谢中发挥重要作用 C.在 PI-3K-PKB 通路中有 PLCγ 的激活 D.可促进细胞存活和抗凋亡 E.可参与调节细胞的变形和运动
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第七章细胞信号传导与疾病
一、A型题
1.甲状腺素抵抗综合征是由于下列何型甲状腺素受体突变所致?
A.α型D.α型和β型
B.β型E.α型和γ型
C.γ型
[答案] B
[题解] 突变的β型甲状腺素受体基因编码的甲状腺素受体不能与T3结合,使外周组织对甲状腺素呈抵抗。
2.重症肌无力的发生是由于存在下列何种异常?
A.乙酰胆碱过少C.抗乙酰胆碱受体抗体存在
B.乙酰胆碱过多D.乙酰胆碱受体过少
E.乙酰胆碱受体过多
[答案] C
[题解] 重症肌无力患者体内存在抗乙酰胆碱(n-Ach)受体的抗体,通过干扰Ach与其受体结合,使运动神经末梢释放的Ach不能与运动终板上n-Ach受体结合,干扰兴奋由神经传递到肌肉而影响肌肉收缩。
3.心力衰竭患者心肌细胞膜上出现
A.α1肾上腺素能受体下调D.β2肾上腺素能受体上调
B.β1肾上腺素能受体上调E.β2肾上腺素能受体下调
C.β1肾上腺素能受体下调
[答案] C
[题解] 心力衰竭患者心肌细胞上的β1肾上腺素能受体数目减少可降至正常时的50%以下。
4.在2型糖尿病中胰岛素对下列何种蛋白的激活作用减弱?
A.p85 D.IRS-1
B.p110 E.IRS-2
C.pI3K
[答案] C
[题解] 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在胰岛素上游信号传导中具有重要作用,在II型糖尿病中胰岛素对PI3K活性的刺激作用明显降低。
5.恶性肿瘤时下列何种蛋白激酶活性异常升高?
A.丝氨酸蛋白激酶D.磷脂酰肌醇激酶
B.苏氨酸蛋白激酶E.蛋白激酶C
C.酪氨酸蛋白激酶
[答案] C
[题解] 恶性肿瘤时,不少癌基因产物具有较高的酪氨酸蛋白激酶活性,催化下游传导信号内分子酪氨酸磷酸化,促进细胞异常增殖。
6.家族性肾性尿崩症发病的关键环节之一是
A. 腺垂体合成和分泌ADH减少
B.肾髓质病变使肾小管上皮细胞对ADH反应性降低
C.基因突变使ADH受体减少
D.基因突变使介导ADH信号的Gs减少
E.基因突变使腺苷酸环化酶含量减少
[答案] C
[题解] 家族性肾性尿崩症发病的环节是基因突变使ADH受体减少或者水通道蛋白AQP2异常。
7.霍乱毒素对G蛋白的作用是
A.促进Gs与受体结合
B.刺激Gs生成
C.增加Gs的GTP酶活性
D.抑制Gs的GTP酶活性
E.抑制Gi与受体结合
[答案] D
[题解] 霍乱毒素抑制了GTP酶活性,使Gsα处于持续激活状态。
8.垂体腺瘤引起肢端肥大症的信号转导异常是
A.生长激素释放激素分泌过多
B.生长抑素分泌减少
C.编码Gs的基因突变使Gs持续激活
D.编码Gi的基因突变使Gi作用减弱
E.外周组织对生长激素的敏感性增高
[答案] C
[题解] 编码Gsα基因发生点突变,抑制了GTP酶活性,使Gsα处于持续激活状态,AC活性升高,cAMP含量增加,使分泌的GH细胞加速生长和功能活跃,分泌大量GH,刺激骨骼过度生长,在成人引起肢端肥大症,在儿童引起巨人症。
9.重症肌无力属于:
A.自身免疫性受体病
B.遗传性性受体病
C. 继发性受体异常
D. G蛋白异常病
E. 转录因子异常性疾病
[答案] A
[题解] 重症肌无力患者体内存在抗乙酰胆碱(n-Ach)受体的抗体,通过干扰Ach与其受体结合,使运动神经末梢释放的Ach不能与运动终板上n-Ach受体结合,干扰兴奋由神经传递到肌肉而影响肌肉收缩。
二、名词解释题
1.跨膜信号传导(transmembrane signal transduction)
[答案] 某些信息分子不能穿过细胞膜,需通过与膜表面的特殊受体相结合才能激活细胞内信息分子,经级联反应,将细胞外信号传递至胞浆和核内,调节靶细胞功能。
2.受体病(receptor diseases)
[答案] 因受体的数量、结构或功能改变而不能有效介导配体对于靶细胞应有效应所引起的疾病。
3.激素抵抗综合征(hormone resistance syndrome)
[答案] 因靶细胞对激素反应性降低或丧失而引起的一系列的病理变化,但血循环中该激素水平未见降低,其发生可能与激素受体异常有关。
如甲状腺素抵抗、胰岛素抵抗等。
三、简答题
1.受体异常有哪几种类型?
[答题要点] 受体异常可以表现为受体下调或减敏,前者指受体数量减少,后者指靶细胞对配体刺激反应性减弱或消失;也可表现为受体上调或增敏,使靶细胞对配体刺激反应过度。
2.2型糖尿病中胰岛素受体有何异常?
[答题要点] 有3种异常,即遗传性胰岛素受体异常,因基因突变所致;自身免疫性胰岛素受体异常,因血液中存在抗胰岛素受体的抗体;继发性胰岛素受体异常,因高胰岛素血症使胰岛素受体下调,引起胰岛素抵抗。
四、论述题
1.试述霍乱发生的分子机制。
[答题要点] 霍乱弧菌分泌霍乱毒素催化Gsα,Gsα可与GTP结合,但其GTP酶活性丧失,不能将GTP水解成GDP,从而使Gsα处于不可逆性激活状态,不断刺激AC生成cAMP,导致小肠上皮细胞膜蛋白改变,使大量Cl-和水持续进入肠腔,引起严重腹泻和脱水。
2.试述家族性肾性尿崩症的发病机制
[答题要点] 由于基因突变,使ADH受体合成减少或结构异常,ADH对肾小管的刺激作用减弱,cAMP生成减少,对水的重吸收减少而有大量尿排出。
3.试述重症肌无力的发病机制
[答题要点] 患者的胸腺上皮细胞和淋巴细胞内含有一种与乙酰胆碱(Ach)受体结构相似的自身抗原,而刺激胸腺产生抗乙酰胆碱受体的抗体,此抗体干扰乙酰胆碱与受体结合,导致运动神经末梢释放的乙酰胆碱不能充分与运动终板上的乙酰胆碱受体结合,使兴奋由神经传递至肌肉发生障碍,影响肌肉收缩。
4.试述肢端肥大症和巨人症发生的分子机制
[答题要点] 体内的生长激素(GH)受下丘脑分泌的GH释放激素和生长抑素的调节。
GH释放激素经激活Gsα而使AC活性升高和cAMP增多,cAMP促进分泌GH细胞增殖和分泌。
当编码Gsα基因发生点突变,抑制了GTP酶活性,使Gsα处于持续激活状态,AC活性升高,cAMP含量增加,使分泌的GH细胞加速生长和功能活跃,分泌大量GH,刺激骨骼过度生长,在成人引起肢端肥大症,在儿童引起巨人症。
五、判断题
1.脂溶性信息分子能穿过细胞膜,与位于胞浆或核内的受体结合,影响细胞生物学功能。
( ) 2.受体的本质是配体调控的转录因子。
( )
3.酪氨酸蛋白激酶介导的信号转导途径中,有50多种膜受体本身就具有蛋白激酶活性。
( ) 4.在Ras-MAPK信号转导途径中,ERK是核转录因子,可与靶基因结合。
( )
5.激活G蛋白的关键步骤是Gα上的GTP酶水解GTP释放出能量。
( )
6.不同信息分子、不同信号转导途径之间存在着相互调节。
( )
7.受体异常表现为数量减少或靶细胞对配体刺激的反应性减弱甚至消失。
( )
8.霍乱毒素抑制了GTP酶活性,使Gsα处于持续激活状态。
( )
9.类固醇受体—热休克蛋白结合形式和NF-kB-IkB结合形式都是无活性形式。
( )
10.血管平滑肌细胞表型的病理转化是高血压的重要发病机制。
( )
11.信号转导障碍是疾病发生的直接原因。
( )
12.以信号转导途径中的任一转导因子为靶分子对疾病进行防治都属于信号转导治疗的范畴。
()
13.重症肌无力是由于患者体内出现阻断型的抗N型乙酰胆碱受体的抗体导致神经肌肉传递功能障碍。
()
14.家族性肾性尿崩症是由于ADH受体及受体后异常所致。
()
15.部分垂体腺瘤患者Gsα过度激活导致生长激素分泌增多,在成人引起肢端肥大症,在儿童引起巨人症。
()
答案:
1.(×)某些脂溶性信息分子如前列腺素不能穿过细胞膜,必须与膜表面特殊受体相结合进行跨膜信号转导,从而调节靶细胞生物学功能。
2.(×)核受体具有这个特点,但膜受体并非如此。
3.(√)即受体酪氨酸蛋白激酶途径中的受体特点。
4.(×)ERK是MAPK家族中的一员,本身并不是核转录因子,入核后可激活转录因子
5.(×)激活G蛋白的关键步骤是Gα上的GDP为GTP所取代,一旦GTP酶水解GTP成GDP,即终止了G蛋白介导的信号转导。
6.(√)这就是交叉对话现象,构成人体复杂的信号转导网络。
7.(×)这就称为受体下调或减敏,但受体异常还可表现为上调或增敏。
8.(√)霍乱毒素催化Gsα亚基的糖化,使GTP酶活性丧失。
9.(√)一旦解离后才能活化,进而引起进一步信号转导,影响细胞功能。
10.(√)在病理状态下,血管平滑肌细胞转化为合成表型,发生肥大增殖。
11.(×)信号转导障碍亦可干扰疾病的某个环节,还可介导某些非特异性反应比如炎症。
12.(√)信号转导治疗方法非常广义,正有待进一步研究和深入。
13.(√) 重症肌无力患者体内出现阻断型的抗N型乙酰胆碱受体的抗体,导致神经肌肉传递功能障碍。
14.(√)家族性肾性尿崩症是由于ADH受体变异,或水通道蛋白AQP2异常所致。
15.(√)部分垂体腺瘤患者Gsα过度激活导致生长激素分泌增多,在成人引起肢端肥大症,在儿童引起巨人症。