细胞信号转导
细胞的信号转导(共22张PPT)
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
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（二）电压门控离子通道 1、涵义
接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子 跨膜流动将信号转导到细胞内部。
2、信号转导过程
刺激 细胞膜电位的变化 电
压门控离子通道开放或关闭
离子内流或外流
新信号形成
8
Na+通道和K+通道通道作用示意图
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（三）机械门控通道
1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程
Na+通道和K+通道刺通道激作用示信意图号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电
位变化→膜内信息→细胞功能改变 几种主要的跨膜信号转导方式
Na+通道和K+通道通道作用示意图 几种主要的跨膜信号转导方式
几种主要的跨膜信号转导方式
离子内流或外流
新信号形成
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变
内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部
位； 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋
白。
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2）G蛋白（ GTP结合蛋白）
耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ
三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位 点和GTP酶活性。
非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合 一分子的GDP；
磷酸二脂酶(PDE) 磷脂酶A2等
B、 离子通道:
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4）第二信使：
它是激素、递质、细胞因子等信号分 子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因 子，间接地把细胞外信号转入细胞内。
包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸 肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。
细胞信号转导
缺少细胞内酪氨酸激酶的酶联受体
• 非酪氨酸激酶受体 （nonreceptor tyrosine kinases）就是缺少细 胞内催化活性的酶联 受体。虽然这种受体 本身没有酶的结构域， 但实际效果与具有酶 结构域的受体是一样 的。
• 受体与酪氨酸激酶是 分开的，配体与受体 结合后，受体形成二 聚体，两个酪氨酸激 酶分别与受体结合并 被激活。
目录
受体的分类
离子通道偶联受体（ion-channel linked receptor）：如烟碱样乙酰胆碱受体
细胞表面受体（surface receptor） 主要是同大的信号分子或小的
亲水性的信号分子作用
G-蛋白偶联受体（G-protein linked receptor）：如M-乙酰胆碱受体、肾上腺素受体
Messenger
Messenger
Receptor
Cell Membrane
Cell
Receptor
Cell Membrane
Cell
Cell
Receptor
Membrane
Cell Messenger
目录
三种类型的细胞表面受体
目录
离子通道偶联受体（ino-channel linked receptor）
酶联受体（enzyme-linked receptor）：包括缺少细胞内催化活性的酶联受体 和具有细胞内催化活性的酶联受体
细胞浆受体：如肾上腺皮质激素受体、性激素受体 细胞内受体（intracellular receptor）
主要是同脂溶性的小信号分子作用 细胞核受体：如甲状腺素受体
目录
目录
细胞内受体
子称为旁分泌信号。如生长因子(growth factors)蛋白
细胞生物学中的细胞信号转导途径
细胞生物学中的细胞信号转导途径细胞信号转导途径是指细胞内外信息传递的过程，其目的是使信号传递到细胞内部，从而引起细胞内某种生理反应。
细胞信号转导途径是一种复杂的过程，主要包括信号的识别、传递、放大等多个环节，其中参与的蛋白质、代谢物和信号分子非常多。
当细胞外界环境改变时，例如发生感染、受到刺激、遭到损伤等，细胞就会接收到相应的信号。
这些信号会通过受体蛋白在细胞外表面传递到细胞内部，从而影响到细胞内部代谢物的表达和转化，导致细胞内部发生变化。
在这个过程中，细胞吸收和放出的各种分子会共同构成细胞信号转导途径，这些分子形成细胞传递的信息流。
细胞信号转导途径是细胞内部信号传递最基本、最重要的机制之一。
在细胞生理学中，信号转导途径主要分为三大类：离子通道和荷载体、CDK和激酶酶级联反应、细胞膜受体信号转导途径。
其中，细胞膜受体信号转导途径是最重要的一类信号转导途径。
细胞膜受体信号转导途径细胞膜受体信号转导途径是细胞内部信号转导的主要道路。
膜内受体通常是细胞表面的磷脂酰基肌醇酰化酶（PI3K）、激酶、培养激素受体、酰化酶、酪氨酸激酶和肽激素受体等；膜外受体则包括细胞外信号括号、膜外的受体和胞外基质分子等。
膜内受体和膜外受体的反应控制了信息分子的转导。
细胞膜受体信号转导途径是细胞间相互联系的重要机制。
细胞所受到的信息来源是多种多样的，它们通过膜上的受体传递到细胞内部。
这些信息会进入细胞内部，然后将这些信息传递到细胞内部组织的某些分子。
这种传递方式，能够影响细胞各种代谢物的表达和转化，从而引起细胞内部发生变化。
细胞膜受体信号转导途径的层次非常复杂，大致分为三个层次：一是细胞外部膜受体中间介质和酶的级联反应；二是已死或无反应的凋亡模式；三是积极生长和再生的分化模式。
从细胞的发育到细胞的老化，所有过程都用到了细胞膜受体信号转导途径。
细胞膜受体信号转导途径中有很多的信号传递方式，它们通过另一些关键的因素进行调控、互作，并中断某些传递过程。
细胞生物学第11章-细胞通讯与信号转导
（3）不同的细胞通过各自的受体，对胞外信号应答， 产生相同的效应。如：肝细胞肾上腺素受体和胰 高血糖素受体结合各自的配体激活以后，都能促 进血糖的升高。
（4）一种细胞具有一套多种类型的受体，应答多种 不同的胞外信号，从而启动细胞的不同生物学效 应。
（３）自分泌（autocrine）：
细胞对自身分泌物产生反应，常见于病理 条件下。如：肿瘤细胞合成释放生长因子刺 激自身。
（4）化学突触传递神经信号：
神经细胞兴奋后，动作电位的传递，引起突 触前突起终末分泌化学信号，扩散至突触后细 胞，实现电信号和化学信号之间的转换。
2 通过细胞的直接接触（contactdependent signaling）：即细胞间接 触性依赖的通讯
（3）气体信号分子： 第一个发现的气体信号分子是NO，可以进入细胞直 接激活效应酶，参与体内众多的生理和病理过程。
2. 受体（receptor）
是一种能够识别和选择性结合某种配体的大分子, 通过和配体的结合，经信号转导作用，最终表现为生 物学效应。
▪ 受体的结构特点：
多为糖蛋白，至少包含配体结合区和效应区2个 功能区域，分别具有结合特异性和效应特异性。
▪ 特异性 ▪ 放大作用 ▪ 信号终止或下调特征 ▪ 整合作用
第二节
细胞内受体介导的信号传递
一、细胞内受体与基因表达
细胞内受体活化的机制：
激活前：受体和抑制性蛋白结合成复合物 激活后：如果甾类激素和受体结合，导致抑制
性蛋白从复合物上解离下来，使受体暴露出 DNA结合位点，激素－受体复合物与基因调 控区（激素应答元件，hormone response element, HRE）结合，影响基因的转录。
细胞信号转导的基本特征
细胞信号转导的基本特征1. 细胞信号转导的概念细胞信号转导，这名字听起来有点复杂，但其实就是细胞之间如何“聊天”的方式。
想象一下，细胞就像是聚会上的朋友，每个细胞都在努力传递信息。
它们通过各种信号分子，把消息传递到其他细胞，就像发微信一样。
其实，细胞的这种“沟通”方式，决定了整个生物体的功能和健康，简直是至关重要呀！1.1 信号分子的种类在这个细胞的“社交网络”中，有很多种信号分子。
比如，激素就像是传递重要消息的大使，它们在血液中旅行，向远方的细胞传达信息。
而生长因子就像是聚会中的催化剂，推动细胞分裂和成长。
还有一些神经递质，像是热情的小伙伴，迅速在神经元之间传递信号。
各种各样的信号分子，就像是一场热闹的派对，大家都在忙着交流。
1.2 细胞膜的角色细胞膜就像是聚会的门，只有通过特定的“邀请函”才能进来。
当信号分子到达细胞膜时，它们会绑定在特定的受体上，打开一扇沟通的门。
这个过程有点像门口的保安，只有持有正确“通行证”的人才能进来。
一旦信号分子和受体结合，就会引发一系列反应，就像聚会中的互动一样，越来越热闹。
2. 信号转导的步骤细胞信号转导其实是个多步骤的过程，可以分为几个阶段。
首先是信号的接收，就像一个人听到了朋友的呼喊。
接下来是信号的传递，这个过程像是在进行一场接力赛，信号从一个细胞传递到另一个细胞，层层递进。
最后，信号的响应就像聚会的高兴，细胞会根据接收到的信息作出反应，可能是分裂、死亡或者改变功能。
2.1 信号放大的机制有趣的是，这个信号转导过程还涉及到“信号放大”。
就像一个小火花，可以点燃一片森林。
一次信号传递可以激活许多其他分子，产生更大的效果。
这就意味着，细胞能以极小的信号，造成巨大的反应，真是太厉害了！2.2 反馈调节不过，细胞信号转导也并不是没有节制。
细胞会有反馈调节机制，确保信号不会失控。
就好比聚会上的“哑巴”，当热闹的场面变得过于嘈杂时，它会举手示意，提醒大家放慢节奏。
这种机制有助于维持细胞的平衡和稳定，避免混乱。
细胞信号转导途径
细胞信号转导途径，是指外部信号刺激细胞膜上受体后，在细胞内部引起一系列化学反应，最终产生一定效应的物质过程。
这个过程可以影响细胞内许多的生化过程，如细胞增殖、分化、凋亡、细胞骨架重塑等等。
下面我们将从各方面来介绍。
一、膜受体信号转导途径膜受体是位于细胞膜表面，具有特异性识别能力的大分子。
大多数细胞表面的受体是G蛋白偶联受体或酪氨酸激酶受体，它们能够识别记载传入信息的激素和神经递质分子。
一旦受体与信息分子结合，就会启动信号转导途径。
G蛋白偶联受体的经典介导形式是三厢式它由七个跨膜区域的蛋白质构成，文艺浪漫和口感分为：α、β和γ三大亚单位。
α亚单位上含有GTP酶活性，在激活状态下，GTP酶活性会沿着特定的信号通路将ATP转化为cAMP和其他次要信号分子，从而产生了识别细胞外分子信号的激活信号。
酪氨酸激酶受体则是一类包括多种受体的转录因子，包括域外的激酶结构域和域内的DNA结合结构域组成。
这些受体通过配体激活，激活其域外激酶结构域，进而链接重要的信号途径，例如EGF受体、血小板源生长因子受体、胰岛素受体等。
二、细胞核内信号转导途径随着特定的细胞信号传递到细胞膜并最终到达细胞核，在细胞核内也有多种信号传递途径发生。
蛋白激酶C（PKC）被认为是一种在信号通路过程中发挥重要作用的酶。
信号分子识别一旦引发PKC的激活，PKC便会通过下调乳酸脱氢酶（LDH）等的活性，甚至是糖酵解相关的酶的活性，从而改变细胞的生理学性质。
因为LDH在能量代谢过程中发挥着重要作用，因此PKC通路将对细胞增殖、凋亡、周期和其他多种生理学过程产生影响。
三、泛素-蛋白酶体信号通路泛素连接是一种重要的蛋白质修饰机制，可以成为蛋白质降解、功能修饰或转运因子的域。
泛素连接通过特定连接到所需的蛋白质上，然后域目标区域传达到蛋白酶体，直到该蛋白质被酶解并富集区域。
泛素-蛋白酶体途径不仅对蛋白质分解有重要作用，它也是一种可以产生信号的途径。
泛素-蛋白酶体信号通路非常重要，它被证明与免疫、细胞周期和有丝分裂等生理过程有非常密切的关系。
植物生理学：第七章 细胞信号转导
目前植物中普遍接受的胞内第二信使系统主要有：钙 信使系统和肌醇磷脂信使系统。
对于动物中研究较为透彻的环核苷酸信使系统是否同 样存在于植物以及其在植物中存在的普遍性，尽管目前尚 有争议，但已有一部分报道在拟南芥等植物中存在并参与 了植物气孔运动、光诱导叶绿体花色素的合成等信号转导 过程。
细胞表面受体 细胞内受系统）
细胞受体的特征 （1）特异性； （2）高亲和力； （3）可逆性。
受体与配体的结合是一种分子识别 过程，靠氢键、离子键与范德华力 的作用，配体与受体分子空间结构 的互补性是特异性结合的主要因素。
在植物感受各种外界刺激的信号转导过程中，受体的功 能主要表现在两个方面：
一、Ca2+/CaM在信号转导中的作用
钙信使系统是植物细胞中重要的也是研究最多的胞内信使系统。
胞内钙梯度的存在是Ca2+信号产生的基础。正常情况下 植物细胞质中游离的静息态Ca2+水平为10-7 ~10-6 mol/L左右， 而液泡的游离钙离子水平在10-3mol/L左右，内质网中钙离子 浓度在10-6mol/L，细胞壁中的钙离子浓度也高达10-5－103mol/L。因而细胞壁等质外体作为胞外钙库，内质网、线粒 体和液泡作为胞内钙库。静止状态下这些梯度的分布是相对 稳定的，当受到刺激时，钙离子跨膜运转调节细胞内的钙稳 态（calcium homeostasis），从而产生钙信号。
Ca2+ ‧ CaM的下游靶酶包括质膜上的Ca2+-ATP酶、Ca2+通 道、NAD激酶、多种蛋白激酶等。这些酶被激活后，参与 蕨类植物的孢子发芽、细胞有丝分裂、原生质流动、植物激 素的活性、向性、调节蛋白质磷酸化，最终调节细胞生长发 育。
细胞信号转导与细胞间通讯
细胞信号转导与细胞间通讯细胞是生命的基本单位，它们通过细胞间通讯和细胞信号转导来实现各种生物学功能。
细胞间通讯是指细胞之间通过分子信号传递信息的过程，而细胞信号转导则是指细胞内信号分子传递到细胞内的特定目标分子的过程。
这两个过程密不可分，相互作用，共同调控着生物体的生理和病理过程。
细胞间通讯可以通过多种方式实现。
其中一种常见的方式是通过细胞间的直接接触来进行通讯。
这种接触通讯主要通过细胞间连接蛋白质，如细胞间连接蛋白（connexin）和黏着蛋白（cadherin）等来实现。
这些蛋白质可以形成细胞间连接通道，使细胞间的信号分子能够直接传递。
例如，心肌细胞通过细胞间连接通道传递电信号，从而实现心脏的有序收缩。
除了细胞间的直接接触，细胞间通讯还可以通过细胞外分泌物质来实现。
这些分泌物质可以是蛋白质、激素、细胞外囊泡等。
它们通过扩散、受体介导的摄取或细胞外囊泡的融合等方式传递信息。
例如，免疫细胞可以释放细胞外囊泡，将抗原信息传递给其他免疫细胞，从而协调免疫应答。
细胞信号转导是细胞内信号分子传递到特定目标分子的过程。
这个过程涉及到多个信号分子、受体和信号转导通路的相互作用。
信号分子可以是激素、细胞因子、神经递质等，它们通过与细胞表面的受体结合，触发一系列的信号转导反应。
这些反应可以涉及到细胞内的酶活性调节、细胞骨架的改变、基因表达的调控等。
通过这些反应，细胞能够对外界环境的变化做出适应性的响应。
信号转导通路具有高度的复杂性和多样性。
一个信号转导通路通常包含多个分子组分，如受体、信号分子、酶、蛋白激酶等。
这些分子之间通过磷酸化、蛋白质结合等方式相互作用，形成信号转导的网络。
这个网络可以分为多个级联的步骤，每个步骤都是前一步骤的结果和后一步骤的起点。
通过这种级联的方式，细胞可以对信号进行放大、整合和调控。
细胞信号转导和细胞间通讯在生物体内发挥着重要的作用。
它们参与了多种生理和病理过程，如细胞增殖、分化、凋亡、免疫应答等。
细胞信号转导的意义及其应用
细胞信号转导的意义及其应用细胞信号转导（cellular signaling pathway）是细胞内外发生的能够调控细胞行为的过程。
它涉及到复杂的分子互作、反应途径和调节机制，其中包括了分子信号的接收、传递和响应。
这个过程在细胞内外的正常空间环境下，或者根据特定的利益集合，在异常环境中发挥着先导作用。
因此，细胞信号转导的研究成为了许多学科的重要研究方向。
本文主要介绍细胞信号转导的意义、应用及其相关研究进展。
一、细胞信号转导的意义细胞信号传导通常指细胞之间的通讯和信息交流过程。
它是维持细胞的功能和生存所必需的基础。
细胞信号传导被广泛认为是细胞生物学中最重要的研究领域之一，其研究对生命科学的发展和应用有很大的贡献。
1. 主要控制生物过程生物体是由不同种类的细胞组成的，每种细胞都具有自己的特定功能和生存条件。
细胞信号转导是生物复杂多样的细胞之间进行通讯和交流的核心机制。
它通过调节响应细胞内、外环境变化的反应，使细胞在不同的状态下保持自身特定的行为。
细胞间的信息传递和互相作用，控制了许多重要的生命过程，如细胞增殖、分化，以及癌症、心血管等疾病的发生等。
2. 可以启发新的治疗策略由于细胞信号转导是控制生物过程的关键因素之一，因此研究它已成为许多领域的重要课题。
正常情况下，它是为了维持生物体的正常生理功能而存在。
但当信号转导通路异常时，它可能会导致各种疾病的发展。
研究细胞信号转导可以识别与疾病相关的信号，为疾病的治疗提供新的思路和方法。
对于癌症来说，深入研究信号转导通路的分子机制，找到抑制癌细胞的关键信号分子，可以为靶向癌症治疗提供新途径。
二、细胞信号转导的应用随着细胞信号转导的研究深入，人们已经可以将相关知识用于医学诊断、预防、治疗和药物开发等方面。
以下是细胞信号转导的主要应用。
1. 新药研发药物研发是细胞信号转导的一个重要应用领域。
利用细胞信号通路的相关机制和调节途径，可以构建更加精准的药物靶点，提高药物疗效。
细胞信号转导与强化
细胞信号转导与强化细胞信号转导是一种生物学过程，可以解释细胞间交流的方式。
细胞间交流是指组成生物体的细胞之间交换信息的过程。
这种信息交流在人类、动物和植物中都是至关重要的。
它们通过这种方式进行协调和互动，并保持正常的生理功能。
信号转导系统是指细胞受到信号后所产生的反应，这种反应是学者们所关注的一个领域。
细胞信号转导的发现已经对现代医学和生物学产生了重要的影响。
细胞信号转导的基本概念细胞信号转导是一种复杂的过程，通常涉及化学物质到位的传递和识别。
大体作用分为三步：信号传导，信号转换和细胞反应。
信号传递是指通过化学或物理手段，信号被传递到细胞内。
信号转换则将传递进来的信号转化成更适宜的信号以进一步进行传递。
最后，细胞反应是指细胞针对信号的改变，从而产生一定的生理效应。
细胞信号转导的重要性细胞信号转导的确切、准确地说话，是细胞负责生理反应的基本原则。
可以改变人体的生命过程，比如维持身体内环境的稳定性，以及身体对外界刺激的反应等。
另外，生物体的健康也与信号转导有关。
当信号转导破坏，如细胞内与细胞外沟通的错误环节，会产生一些疾病，如癌症等。
因此，细胞信号转导对人类健康是非常重要的。
细胞信号转导的强化细胞信号转导的转换过程涉及大量的分子相互作用。
这些分子之间的相互作用可以被调整，以控制信号的产生和传递速度，从而使细胞产生更准确、更迅速地反应。
细胞信号转导的强化，是指加强信号转导的方法。
细胞信号转导强化的方法生物学家们发现，调整信号转化器的产生，可以抑制或增强加强信号的传递。
这样就可以生产出对化学信号更敏感的分子。
这种方法就是在信号转化器中添加越来越多的分子，为信号提供更实际的建议。
这些分子被称为“增强子”。
增强子可以使信号产生更强的反应，从而带来更强的生理效应。
另一种方法是通过信号反应的时间调整加强信号的传递。
这样的调整可以通过控制信号转换器的数量和产生速度来达成。
例如，可以在细胞中引入一种新的转换器，其产生速度比原来的转换器要更快。
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目录
cAMP激活 PKA影响糖代谢示意图
cGMP激活PKG示意图
4．蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子 一些离子通道也可以直接受cAMP或cGMP的 别构调节。 • 视杆细胞膜上富含cGMP-门控阳离子通道 •嗅觉细胞核苷酸-门控钙通道
调
催化结构域
节 结构域
假底物结合区
磷
脂
Ca2+
酰 丝
DAG
氨
酸
调节结构域
磷
脂
DAG Ca2+
酰
丝
氨
酸
催化结构域
底物
目录
PKC的生理功能
催化靶蛋白的Ser、Thr侧链-OH磷酸化产生细 胞效应
① 调节代谢： 靶蛋白:物质代谢的关键酶 ② 调节基因表达： 靶蛋白: 反式作用因子
目录
（三）钙离子可以激活多种酶类
细胞信息转导
Cellular Signal Transduction
目录
信号转导（借古喻今）
边关遇侵烽火发， 驿站速递如赛马。 飞骠一骑冲京城， 皇家得讯急应答。
目录
细胞信号转导是当前生命科学领域的一个核心
细胞基本生命活动研究的课题之一 生命科学研究论文发表最集中的领域之一 全球药物开发四分之一集中的领域
目录
化学信号通过受体在细胞内转换和传递
受体（receptor）是细胞膜上或细胞内能识别 外源化学信号并与之结合的成分，其化学本质 是蛋白质，个别糖脂 。
配体（ligand ）：能与受体特异性结合的生物 活性分子
目录
受体的作用：
1 识别外源信号分子，即配体（ligand） 2 是转换配体信号，使之成为细胞内分子 可识别的信号，并传递至其他分子引起细 胞应答。
目录
细胞内信号转导分子
蛋白质分子作为信号转导分子转换和传递信号 的原理是发生构象变化。
构象变化主要引起3种效应：
①增强或抑制酶类信号转导分子的催化活性； ②许多分子在构象变化后暴露出潜在的亚细胞定位区
域，转位（translocation）至细胞膜或细胞核； ③募集新的相互作用的蛋白质分子，原有的相互作用
目录
细胞通讯（cell communication）是体内一部 分 细 胞 发 出 信 号 ， 另 一 部 分 细 胞 （ target cell）接收信号并将其转变为细胞功能变化 的过程
信号转导（signal transduction）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
目录
钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现
钙调蛋白（calmodulin，CaM）可看作是细胞 内Ca2+的受体。
CaM
Ca2+
Ca2+
CaM
Ca2+
Ca2+
CaM发生构象变化后，作用于Ca 2+/CaM-依赖 性激酶（CaM-K）,催化底物蛋白的丝／苏氨酸 残基的磷酸化
目录
（四）NO的信使功能与cGMP相关
目录
目录
信号接收 信号转导 应答反应
各种信号转导分子相 互识别、相互作用将 信号进行转换和传递 ，构成信号转导通路
目录
细胞在转导信号过程中所采用的基本方式：
①改变细胞内各种信号转导分子的构象 ②改变信号转导分子的细胞内定位 ③促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚 ④改变小分子信使的细胞内浓度或分布
目录
cAMP和cGMP的结构及其代谢
目录
1．核苷酸环化酶催化cAMP和cGMP生 成 2．存在多种催化环核苷酸水解的磷酸二酯酶 3．环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性
目录
环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性
环核苷酸作为第二信使的作用机制：cAMP和 cGMP在细胞可以作用于蛋白质分子，使后者 发生构象变化，从而改变活性。
目录
1 细胞信号转导概述 2 细胞信号转导相关分子 3 几条常见的细胞细胞转导通路
目录
第一节
细胞信号转导概述
The General Information of Signal Transduction
目录
细胞信号转导的基本路线 细胞外信号
受体 细胞内多种分子的浓度、活
性、位置变化
细胞应答反应
例如： 乙酰胆碱等
目录
可溶性化学信号的分类
神经分泌 内分泌
自分泌及旁分泌
化学信号的名称 神经递质
激素
细胞因子
作用距离
nm
m
m
受体位置
膜受体 膜或胞内受体
膜受体
举例
乙酰胆碱 谷氨酸
胰岛素 生长激素
表皮生长因子 神经生长因子
目录
细胞表面分子
•膜表面分子接触通 讯：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
化学信号可以是可溶性的，也可以是膜 结合形式的。
目录
根据作用距离远近
①内分泌（endocrine）：作用距离最远的内分泌 系统化学信号，称为激素；
②旁分泌（paracrine）：细胞因子，主要作用于 周围细胞；有些作用于自身的成为自分泌信号
③神经递质（ neurotransmitter）作用距离最短 存在于神经元突触内的 。
1．钙离子在细胞中的分布具有明显的区域特征
• 细胞外液游离钙浓度高（1.12~1.23mmol/L） • 细胞内液的钙离子含量很低，且90%以上储 存于细胞内钙库（内质网和线粒体内） • 胞液中游离Ca2+的含量极少（基础浓度只有 0.01~0.1mol/L）
目录
导致胞液游离Ca2+浓度升高的反应有两种： 一是细胞质膜钙通道开放，引起钙内流； 二是细胞内钙库膜上的钙通道开放，引起钙释放。
目录
（二）具有第二信使特征的脂类衍生物:
• 二脂酰甘油（diacylglycerol，DAG） • 花生四烯酸（arachidonic acid，AA） • 磷脂酸（phosphatidic acid， PA） • 溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA） • 4-磷酸磷脂酰肌醇（PI-4-phosphate，PIP） • 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol -4,5-
目录
cellular signal transduction
signal
cell
change
增殖 分化 代谢 功能 应激 凋亡
or or lostdisease
目录
1 细胞外化学信号 2 受体 3 细胞内信号分子
目录
一、细胞外化学信号（第一信史）
生物体可感受任何物理、化学和生物学 刺激信号，但最终通过换能途径将各类 信号转换为细胞可直接感受的化学信号
目录
DAG和钙离子的靶分子是蛋白激酶C
蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），属于丝/苏氨酸 蛋白激酶PKC由一条多肽链组成（一个催化结构域、一 个调节结构域）。
PKC作用的底物包括质膜受体、膜蛋白、多种酶和转录 因子等
目录
DAG生成后仍留在质膜上，在磷脂酰丝氨酸和Ca2+的配 合下激活蛋白激酶C；PKC的调节结构域与DAG、磷脂酰 丝氨酸和Ca2+结合，PKC即发生构象改变而暴露出活性中 心。
目录
MAPK的磷酸化与活化
MAPKKK
MAPKK
Thr Tyr
MAPK phosphatase off
PP
Thr Ty MAPr K
on
目录
MAPK家族成员
• ERK——细胞增殖与分化的调控。 • JNK/SAPK——应激原诱导的信号
转导的关键分子。 • p38-MAPK——介导炎症、凋亡等应
激反应。
NO（EDRF，内皮源性松弛因子） 可以激活鸟甘酸环化酶，使得cGMP 的含量升高，激活PKG，磷酸化平滑 肌中的靶蛋白，引起肌松弛。
刺激物：乙酰胆碱； 细胞：血管平滑肌 生物学现象：平滑肌松弛
目录
第二信使
1 cAMP，cGMP 2 脂类分子(IP3, DAG) 3 钙离子 4 NO等气体分子
目录
内分泌信号
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用时间较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
旁分泌信号
特点 由体内某些普通细胞分泌； 不进入血循环，通过扩散作用到达附近 的靶细胞； 一般作用时间较短。
例如 生长因子等。
目录
神经递质
特点又称突触分泌信号(synaptic signal) 由神经元细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用时间较短。
蛋白激酶是一类重要的信号转导分子，也是许 多小分子第二信使直接作用的靶分子。
目录
PKA（cAMP依赖性蛋白激酶） 是cAMP的靶分子
PKG （cGMP依赖性蛋白激酶）是 cGMP的靶分子
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PKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或 苏氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底 物分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子 通道和某些转录因子 。
胞液Ca2+可以再经由细胞质膜及钙库膜上的钙 泵（Ca2+-ATP酶）返回细胞外或胞内钙库，以 消耗能量的方式维持细胞质内的低钙状态。
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Ca2+水平升高引起某些酶活性和蛋白功能的改 变，调节各种生命活动，因而将Ca2+也视为细 胞内重要的第二信使。
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① Ca2+能与胞浆内的PKC结合聚集至质膜，在 DAG和膜磷脂共同诱导下，PKC被激活。 ②可激活钙离子／钙调蛋白依赖的蛋白激酶 (Ca2+ ／ CaM—PK)。 ③可与细胞内其它钙结合蛋白结合，直接导致其 构象改变，而表达其信息效应。