细胞信号转导(课堂PPT)
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细胞的信号转导1_PPT幻灯片
抑制型途径: 抑制型配体+Ri+Gi→AC抑制→cAMP↓
N递质
配体 肽类激素
生长因子 （第一信使）
受体
①
配体产 生并与 靶C靠近
②配体与受体 结合激活AC
Mg2+、ATP存在
AC
激活的AC催化ATP
③
cAMP↑ (第二信使)
④在PKA（蛋白 激酶）存在下
特异性活化专业 蛋白质
专业化蛋白合成或 糖原分解等效应蛋 白，引起细胞生物 学效应。
② 抑制型信号途径：Ri-Gi-AC途径 cAMP↓
抑制型信号与细胞表面抑制型受体Ri结合,受体 活化、构象改变、结合并活化抑制型G蛋白(Gi)，Gi 激活以后的过程与刺激型过程正好相反，AC被抑 制,ATP分解被抑制, cAMP浓度下降,其生物学效应即 受到抑制.
结论:
刺激型途径：刺激型配体+Rs+Gs→AC激活→cAMP↑
● 细胞信号转导
受体(膜受体) 配体
靶细胞
受体(胞内受体)
在多细胞动物中,众多细胞形成精密 信号传递网络;
一、cAMP信使体系
1、环磷酸腺苷（ cAMP ）是最重要的胞内信使。
2、 cAMP是细胞膜的腺苷酸环化酶（AC）在G蛋白 激活下，催化ATP脱去一个焦磷酸后的产物。
3、AC的主要功能是催化ATP或cAMP，这一过程不 仅需要经G蛋白激活，还需Mg2+、Mn2+的存在。
5、 cGMP在脊椎动物视杆细胞中对光信号的转导起 重要作用：cGMP可直接作用于Na+通道，在光信 号存在下，使Na+通道关闭，引起细胞超极化，神 经递质释放减少，产生视觉反应。
分离态
④Gsa与AC结合并激活AC 配体与受体分离
N递质
配体 肽类激素
生长因子 （第一信使）
受体
①
配体产 生并与 靶C靠近
②配体与受体 结合激活AC
Mg2+、ATP存在
AC
激活的AC催化ATP
③
cAMP↑ (第二信使)
④在PKA（蛋白 激酶）存在下
特异性活化专业 蛋白质
专业化蛋白合成或 糖原分解等效应蛋 白，引起细胞生物 学效应。
② 抑制型信号途径：Ri-Gi-AC途径 cAMP↓
抑制型信号与细胞表面抑制型受体Ri结合,受体 活化、构象改变、结合并活化抑制型G蛋白(Gi)，Gi 激活以后的过程与刺激型过程正好相反，AC被抑 制,ATP分解被抑制, cAMP浓度下降,其生物学效应即 受到抑制.
结论:
刺激型途径：刺激型配体+Rs+Gs→AC激活→cAMP↑
● 细胞信号转导
受体(膜受体) 配体
靶细胞
受体(胞内受体)
在多细胞动物中,众多细胞形成精密 信号传递网络;
一、cAMP信使体系
1、环磷酸腺苷（ cAMP ）是最重要的胞内信使。
2、 cAMP是细胞膜的腺苷酸环化酶（AC）在G蛋白 激活下，催化ATP脱去一个焦磷酸后的产物。
3、AC的主要功能是催化ATP或cAMP，这一过程不 仅需要经G蛋白激活，还需Mg2+、Mn2+的存在。
5、 cGMP在脊椎动物视杆细胞中对光信号的转导起 重要作用：cGMP可直接作用于Na+通道，在光信 号存在下，使Na+通道关闭，引起细胞超极化，神 经递质释放减少，产生视觉反应。
分离态
④Gsa与AC结合并激活AC 配体与受体分离
细胞信号转导课件
精选课件
11
目录
细胞间信息物质的化学本质 * 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） * 脂肪酸衍生物（如前列腺素） * 气体（如一氧化氮、一氧化碳）等
精选课件
12
目录
细胞间信息物质的分类
1、神经递质
• 贝时璋：根据生物物理学的
观点，无非是自然界三个量
综合运动的表现，即物质、
能量和信息在生命系统中无 时无刻地在变化，这三个量 有组织、有秩序的活动是生
贝时璋院士(1903.10.10～)，实验生物学家， 细胞生物学家，教育家。我国细胞学、胚 胎学的创始人之一，我国生物物理学的奠 基人
命的基础。信息流起着调节
精选课件
2
目录
• 对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组 织细胞之间的功能活动，需要对各组织细胞 的物质代谢或生理活动进行调节。此外当外 界环境变化时也需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。
• 细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所 组成的信息传递链来完成的。
精选课件
3
目录
控制物质和能量代谢的作用。
• 薛定谔：“生命的基本问题 是信息问题”
薛精定选谔课（件1887～1961）奥地利物 理学家，概率量子力学的创始人
4
目录
外部环境刺激
单细胞生物 直接反应
多细胞生物 多级调节
精选课件
5
目录
细胞信号转导: 指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程
化学信号是细胞分泌的各种化学物质并用以 调节自身及其他细胞的代谢和功能
子称为旁分泌信号。如生长因子(growth factors)蛋白
细胞的信号转导完美版PPT
一、信号转导概述
信号转导——细胞外刺激信号作用于细胞的特殊结构，通过 一系列反应实现对细胞功能活动的调控。
(一)细胞外刺激信号 体内的信号物质一般为生物活性物质，如神经递质、激素、 细胞因子等，其中多数为水溶性物质。
(二)受体及其特征
1.受体的概念及其分类 受体(receptor)——位于细胞膜或细胞内能与某些信号
3.以神经-肌接头处兴奋传递为例，简述通道耦联的受体介导 的信号转导过程。
G蛋白作用模式
cAMP作为第二信使的发现
➢ 第二信使学说是E.W.萨瑟兰于1965年首先提出。他认为 人体内各种含氮激素（蛋白质、多肽和氨基酸衍生物）都 是通过细胞内的环磷酸腺苷(cAMP)而发挥作用的。首次 把cAMP叫做第二信使，激素等为第一信使。已知的第二 信使种类很少，但却能转递多种细胞外的不同信息，调节 大量不同的生理生化过程，这说明细胞内的信号通路具有 明显的通用性。
(3)Ｇ蛋白效应器(Ｇ protein effector)
(4)第二信使(second messenger) (5)蛋白激酶(protein kinase, PK)
G蛋白耦联受体介导的信号转导的基本过程
配体 受体
受体-配体
G蛋白
激活型G蛋白
G蛋白效应器
激活的 G蛋白效应器
[第二信使] 或
依赖于第二信使的酶或通道激活或抑制
某些蛋白质磷酸化
生物效应
2. G蛋白受体介导的信号转导的主要途径
(2)受体-G蛋白-DG/PKC途径： 配体与膜受体结合 膜中的G蛋白(Gq) 激活磷脂酶C(PLC) 膜脂质中的二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)迅速水解为 IP3(三磷酸肌醇)和DG(二酰甘油) DG激活蛋白激酶C(PKC) 进一步作用于下游的信号蛋白或功能蛋白 诱发细胞功能改变。
《细胞信号转导》课件
03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
第五章 细胞信号转导 PPT课件
各种化学通讯方式
细胞信号转导的作用：
①调节代谢：通过对代谢相关酶活性的调节，控 制细胞的物质和能量代谢；
②实现细胞功能：如肌肉的收缩和舒张，腺体分 泌物的释放；
③调节细胞周期：使DNA复制相关的基因表达， 细胞进入分裂和增殖阶段；
④控制细胞分化：使基因有选择性地表达，细胞 不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞；
3.突触信号：神经递质（如乙酰胆碱）由突触前膜释放， 经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
4.自分泌（autocrine）：信号发放细胞和靶细胞为同 类或同一细胞，常见于癌变细胞。如：大肠癌细胞可自 分泌产生胃泌素，介导调节c-myc、c-fos和ras p21等癌 基因表达，从而促进癌细胞的增殖。
三、酶耦联型受体
这类受体本身具有激酶活性，如肽类生长因子 （EGF，PDGF，CSF等）受体；或者是本身没有酶活 性，但可以连接非受体酪氨酸激酶，如细胞因子受 体超家族。 这类受体的共同点是： ①通常为单次跨膜蛋白； ②接受配体后发生二聚化而激活，起动其下游信号 转导。
三、酶耦联型受体
可分为：
一、信号分子：
从溶解性来看又可分为脂溶性和水溶性两类：
脂溶性信号分子：如甾类激素和甲状腺素，可直接 穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复 合物，调节基因表达。
水溶性信号分子：如神经递质、细胞因子和水溶性 激素，不能穿过靶细胞膜，只能与膜受体结合，经 信号转换机制，通过胞内信使（如cAMP）或激活 膜受体的激酶活性（如受体酪氨酸激酶），引起细 胞的应答反应。
G蛋白耦联型受体
（一）cAMP信号途径
该信号通路根据G蛋白的性质不同又可以分为：Gs调节 模型和Gi调节模型；
1、Gs调节模型：
《细胞信号转导左》PPT课件
作为这一类受体的配体包括胰岛素、类胰岛 素生长因子、血小板生长因子、集落刺激因子和 表皮生长因子等。
• 受体朝向细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具 有酪氨酸激酶的活性。
• 当配体与配体结合区结合后，通过蛋白质构象的 变化，使位于细胞质部分的激酶活性区的酪氨酸 残基发生自体磷酸化（autophosphorylation）。
9．Notch受体 Notch受体（Notch receptor）基因最早发现于
果蝇，部分功能缺失的个体翅缘缺刻。
Notch受体为分子量约300000的蛋白质，受体的胞 外区是结合配体的区域，中间片断为单次跨膜区， 胞内区是与DNA结合蛋白CSL结合的区域；Notch 受体的配体Delta（在哺乳动物中称为Jagged）也 是单次跨膜蛋白；CSL为转录因子（在哺乳动物 中叫做CBF1），被激活后进入细胞核控制基因转 录。
（一）细胞表面受体是存在于细胞膜上的受体
膜受体大约包括了20个家族，研究得比较清楚的 包括受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体、细胞因子受 体、配体闸门通道、鸟苷环化酶（guanylyl cyclase） 受体、肿瘤坏死因子受体、Toll样受体、Notch受体、 Hedgehog受体、Wnt受体、Notch 受体等。除此以外， 还有一种重要的膜受体就是配体闸门通道。
细胞因子信号转导首先需要配体与受体结合并诱 导受体二聚体的形成，使二聚体细胞质部分的结 构域相互作用，由此引发不同途径的信号转导。
4．配体闸门通道
配体闸门通道（ligand-gated ion channel）是一类 自身为离子通道的受体，主要存在于神经、肌肉 等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。
这类受体常常由5个亚单位组成，而每个亚单位又 带有4个疏水的跨膜区域（transmembrane domain），其羧基末端和氨基末端均朝向细胞外 基质。
• 受体朝向细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具 有酪氨酸激酶的活性。
• 当配体与配体结合区结合后，通过蛋白质构象的 变化，使位于细胞质部分的激酶活性区的酪氨酸 残基发生自体磷酸化（autophosphorylation）。
9．Notch受体 Notch受体（Notch receptor）基因最早发现于
果蝇，部分功能缺失的个体翅缘缺刻。
Notch受体为分子量约300000的蛋白质，受体的胞 外区是结合配体的区域，中间片断为单次跨膜区， 胞内区是与DNA结合蛋白CSL结合的区域；Notch 受体的配体Delta（在哺乳动物中称为Jagged）也 是单次跨膜蛋白；CSL为转录因子（在哺乳动物 中叫做CBF1），被激活后进入细胞核控制基因转 录。
（一）细胞表面受体是存在于细胞膜上的受体
膜受体大约包括了20个家族，研究得比较清楚的 包括受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体、细胞因子受 体、配体闸门通道、鸟苷环化酶（guanylyl cyclase） 受体、肿瘤坏死因子受体、Toll样受体、Notch受体、 Hedgehog受体、Wnt受体、Notch 受体等。除此以外， 还有一种重要的膜受体就是配体闸门通道。
细胞因子信号转导首先需要配体与受体结合并诱 导受体二聚体的形成，使二聚体细胞质部分的结 构域相互作用，由此引发不同途径的信号转导。
4．配体闸门通道
配体闸门通道（ligand-gated ion channel）是一类 自身为离子通道的受体，主要存在于神经、肌肉 等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。
这类受体常常由5个亚单位组成，而每个亚单位又 带有4个疏水的跨膜区域（transmembrane domain），其羧基末端和氨基末端均朝向细胞外 基质。
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第9章 细胞信号转导
细胞受体
▶细胞内受体: ▶细胞表面受体:
离 子 通 道 偶 联 的 受 体 （ ion-channel-linked receptor）
G- 蛋 白 偶 联 的 受 体 （ G-protein-linked receptor）
酶偶连的受体（enzyme-linked receptor）
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教育出版社
细胞通讯方式
内分泌 旁分泌 自分泌 化学突触 接触依赖性
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教3育出版社
第9章 细胞信号转导
细胞识别（cell recognition）
◈概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择
性地相互作用，而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为 细胞整体的生物学效应的过程。 ◈信号通路（signaling pathway）
细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号 转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答 反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
第9章 细胞信号转导
cAMP-PKA 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教25育出版社
磷脂酰肌醇
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教26育出版社
第9章 细胞信号转导
磷脂肌醇信号通路
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教27育出版社
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教4育出版社
第9章 细胞信号转导
二、细胞信号应答与信号网络构件
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教5育出版社
第9章 细胞信号转导
信号分子（signal molecule）
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教6育出版社
第9章 细胞信号转导
Gβγ亚基的转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教19育出版社
第9章 细胞信号转导
Gt 蛋白偶联的光受体
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教20育出版社
第9章 细胞信号转导
激活型与抑制型通路
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教21育出版社
第9章 细胞信号转导
细胞内Ca2+信号传递
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教28育出版社
第9章 细胞信号转导
钙调蛋白调控的酶
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教29育出版社
第9章 细胞信号转导
PKC 信号激活与基因转录
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教30育出版社
分子开关
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教10育出版社
分子开关
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教11育出版社
第9章 细胞信号转导
细胞表面受体信号通路
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教12育出版社
第9章 细胞信号转导
细胞内信号蛋白复合物装配
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教13育出版社
第9章 细胞信号转导
第二节 细胞内受体介导的信号传递
steroid hormone signaling
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教14育出版社
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教7育出版社
第9章 细胞信号转导
细胞表面受体信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教8育出版社
第二信使
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教9育出版社
第9章 细胞信号转导
腺苷酸环化酶与Gsα
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教22育出版社
PKA
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教23育出版社
第9章 细胞信号转导
cAMP-PKA 信号对与糖原代谢
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教24育出版社
第9章 细胞信号转导
NO信号通路
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教15育出版社
第9章 细胞信号转导
第三节G蛋白偶联受体介导的信号转导
一、G 蛋白 活性调节
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教16育出版社
第9章 细胞信号转导
G蛋白受体结构
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教17育出版社
第9章 细胞信号转导
二、 GPCR介导的信号传递通路
（一）离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递 （二） cAMP信号通路 （三）磷脂酰肌醇信号通路
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教18育出版社
第9章 细胞信号转导
第四节 酶联受体介导的信号转导 一、 受体酪氨酸激酶
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教31育出版社
第9章 细胞信号转导
受体酪氨酸激酶激活
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教32育出版社
第9章 细胞信号转导
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版）© 2011 高等教育出版社
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯（cell communication）
一个细胞发出的信息 通过介质传递到另一 个细胞产生相应的反 应。细胞间的通讯对 于多细胞生物体的发 生和组织的构建，协 调细胞的功能，控制 细胞的生长和分裂是 必须的。