细胞信号转导总结

第十五章 细胞信号转导

教材精要与重点解析

一、 信息物质的定义与分类

细胞间信息物质：凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质，又称为第一信使

细胞内信息分子：细胞内传递细胞调控信号的化学物质

第二信使：Ca ++

、cAMP 、cGMP 、DAG 、IP 3、Cer 、花生四烯酸及其代谢产物等小分子化合物 第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质，又称为DNA 结合蛋白

二、 受体的定义、分类、作用特点及调节

受体：细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，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。本质是蛋白质，个别是糖脂

配体：能与受体呈特异性结合的生物活性分子，细胞间信息物质就是最常见的配体 膜受体

✧ 环状受体：配体依赖性离子通道 ✧ G 蛋白偶联受体（GPCRs ）：又称七个跨膜螺旋受体

✓ 信息转导：激素→受体→G 蛋白→酶（腺苷酸环化酶AC 或磷脂酶C ）→第二信使→

蛋白激酶→

酶或功能蛋白→生物学效应 ✓ G 蛋白：鸟苷酸结合蛋白，和GTP 或GDP 结合的位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由三个亚基组成。

活化型为α亚基与GTP 结合并导致βγ二聚体脱落时

✧ 单个跨膜α螺旋受体：三型

✓ 酪氨酸蛋白激酶受体型

✓非酪氨酸蛋白激酶受体型

✓转化生长因子β（TGFβ）受体

✧具有鸟苷酸环化酶（GC）活性的受体

✓膜受体：配体包括心钠素和鸟苷蛋白

✓可溶性受体：配体为NO和CO

胞内受体：

✧多为反式作用因子

✧配体为类固醇激素、甲状腺素和维甲酸

✧四个结构区域：高度可变区、DNA结合区、铰链区、激素结合区

表15-3 膜受体与胞内受体的比较

受体作用的特点

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

受体活性的调节机制有：

①磷酸化与去磷酸化②膜磷脂代谢的影响③酶促水解作用④G蛋白调节

三、膜受体介导的信息转导

cAMP-蛋白激酶途径

✧激素调节物质代谢的主要途径

✧PKA是四聚体组成的别构酶，共有四个cAMP结合位点

✧配体为：胰高血糖素、肾上腺素和促肾上腺皮质激素

✧作用机制：受体＋配体→腺苷酸环化酶AC激活→cAMP浓度升高→激活PKA（蛋白激酶A）→使

许多蛋白质的特定的组氨酸残基或苏氨酸残基磷酸化，调节细胞内代谢

Ca++-依赖性蛋白激酶途径

✧以靶细胞内Ca++-浓度变化为特征，激活PKC（蛋白激酶C）

✧PKC有12种同工酶

✧配体为：促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素和抗利尿激素

✧作用机制：受体＋配体→激活磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）→DAG＋IP3→激活PKC（蛋白

激酶C）→引起一系列靶蛋白的组氨酸残基或苏氨酸残基磷酸化，调节细胞内代谢

cGMP-蛋白激酶系统

✧配体是：心钠素（ANP）、NO、CO

✧PKG是单体酶，分子中有一个cGMP结合位点

✧作用机制：受体＋配体→激活鸟苷酸环化酶→cGMP浓度升高→激活PKG（蛋白激酶G）→特定蛋

白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，产生生物学效应

酪氨酸蛋白激酶体系

✧没有第二信使的参与，但都涉及TPK（酪氨酸蛋白激酶）的激活

✓质膜上的受体型TPK，如胰岛素受体、表皮生长因子受体及某些原癌基因（erb-B、kit、fms等）编码的受体，属催化型受体。产生受体型TPK-Ras-MAPK途径

✓胞液中的非受体型TPK，如底物酶JAK和某些原癌基因（src、yes、ber-abl等）编码的TPK。产生JAKs-STAT途径

核因子κB途径

✧主要涉及机体防御组织损伤和应激细胞分化和凋亡及肿瘤生长抑制过程的信息传递

TGF-β途径

✧转化生长因子家族能调节增殖、分化迁移和凋亡等多种细胞反应

四、胞内受体介导的信息转导

胞内受体调节的激素：

✧类固醇化合物：糖皮质激素、盐皮质激素、雄激素、孕激素、雌激素、和1,25-（OH）2-D3

✧含氮激素：甲状腺激素

其受体的结合详见表15-3

五、信息转导途径的相互作用

✧一条信息途径的成员，可参与激活另一条信息途径

✧两种不同的信息途径可共同作用于同一种效应蛋白，或同一基因调控区而协同发挥作用

✧一种信息分子可作用几条信息转导途径