-信号转导
信号转导途径---生理
（f）G直接激活K＋通道，调节心率；
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B. 单聚GTP结合蛋白 (GTP-binding
protein)，小G蛋白
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小G蛋白是单聚GTP结合蛋白。 包括Ras调节生长、分化； Rho （RhoA～D、E、F，Cdc42， Rac）调节肌纤蛋白，细胞骨 架； Rab，ARF 调节小泡的运输等。
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Sch（SH2-domain containing adapter protein）中的SH2与RTK中的磷酸化酪氨酸 结合后, Shc本身被RTK的酪氨酸激酶磷酸化， 通过Grb2中的SH2与磷酸化Sch结合,也和磷 酸化酪氨酸的RTK结合，因此，Sch-Grb2复 合物便被募集到RTK上，与Sos(鸟苷酸激活 因子）结合，激活Ras，从而启动RasMAPK途径。
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（2）细胞因子受体 与免疫或造血细胞的信号传导有关。 细胞因子：白细胞介素（IL）、干扰素
（IFN）、集落刺激因子（CSF）、生长 激素（GH）等。 无激酶结构区，不具有酪氨酸蛋白激酶 的活性。
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受体与配体结合后生成二聚体，募集胞 浆内的Src家族（Lck、Lyn、Fyn等）的酪 氨酸蛋白激酶，使细胞因子受体中的酪氨酸 残基磷酸化，然后接合体蛋白Shc和Grb2等 募集到细胞因子受体上，激活SOS，再激活 Ras-MAPK途径。
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丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的活性受 第二信使如cAMP, cGMP, Ca2+，IP3和 二酰基甘油的调节，如cAMP-依赖蛋白 激酶、cGMP-依赖蛋白激酶、 Ca2+ 和 钙调蛋白-依赖蛋白激酶、二脂酰甘油 （DAG）激活的蛋白激酶C。
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二、信号转导途径的类型
植物生理学—信号转导1
植物细胞信号转导
植物细胞信号转导的概念、特点 研究内容和意义
植物细胞信号转导过程
刺激与感受 信号转导 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应
§1 植物细胞信号转导概述 • 植物生命活动
– 物质代谢 – 能量转化 – 信息流 物质流 信息流 能量流
• 一种特殊的代谢过程 • 传递环境变化的信息 • 调节和控制物质与能量代谢\生理反应\生长发育 物质流、能量流一起组成植物体的生命活动全过程
生效应。自然条件下发生涝害或淹水时植株体内就经常存在
这类信号的传递。
胞间信号的传递
2.化学信号的韧皮部传递 韧皮部是同化物长距离运输的主要途径，也是化学信号 长距离传递的主要途径。植物体内许多化学信号物质，如ABA、 JA-Me、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。 一般韧皮部信号传递的速度在0.1～1mm·s-1之间，最高可达 4mm·s-1。 3.化学信号的木质部传递 化学信号通过集流的方式在木质部内传递。 近年来这 方面研究较多的是植物在受到土壤干旱胁迫时，根系可迅速 合成并输出某些信号物质，如ABA。根系合成ABA的量与其受 的胁迫程度密切相关。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶 片，并影响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生长和气孔的 开放。
异三聚体G蛋白
小G蛋白
1. 2. 3. 4.
静息态； 胞间信号与受体结合； G蛋白与受体结合被激活，甩去GDP,暴露GTP结合位点； G蛋白与GTP结合，蛋白质构象改变，脱去效应器活性 位点抑制因子β亚基； 5. 激活的G蛋白水解GTP,触发效应器，把胞间信号转换位 胞内信号； 6. G蛋白重新结合β亚基回到原初构象，恢复静息态。
膜表面受体主要有三类
• 目前研究接受外界信号必需的植物受体主要有 三种： 植物激素受体 光信号受体（包括对红光和远红光敏感的 光敏色素、对蓝光敏感的蓝光受体和对紫外敏 感的紫外光受体） 感病诱导因子受体。 现在对光敏色素的研究比较深入，对植物激素受体的
信号转导系统
信号转导系统信号转导生物体对环境(包括外环境和内环境)信号变化有极高的反应性。
如细菌趋向营养物的运动，视觉细胞对光的感觉，饥饿时激素信号使燃料分子(feul molecules)如糖、脂肪、蛋白质等释放内部能量，生长因子诱导分化等都是典型的例子。
细胞对外界刺激的感受和反应都是通过信号转导系统(signal transduction system)的介导实现的。
该系统由受体、酶、通道和调节蛋白等构成。
通过信号转导系统、细胞能感受、放大和整合各种外界信号。
第一节细胞信号的概况一、细胞外信号分子的识别在多细胞高等生物体内，细胞间的相互影响是通过信号分子实现的，信号分子包括蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、类固醇、脂肪酸衍生物和一些溶于水的气体分子，如一氧化碳、一氧化氮等。
这些信号分子大多数由信号细胞(signaling cells)分泌产生，有些是通过扩散透过细胞膜释放，有些则是和细胞膜紧密结合，需要通过细胞接触才能影响到和信号细胞相接触的其他细胞。
信号分子对靶细胞的作用都是通过一类特异的蛋白质——受体实现的，受体能特异地识别信号分子。
靶细胞上的受体大多数是跨膜蛋白质(transmembrane proteins)，当受体蛋白和细胞外信号分子(也称配体ligand)结合后就被激活，从而启动靶细胞内信号转导系统的级联反应(cascade)。
有些受体位于细胞内，信号分子必须进入细胞才能与受体结合，并使受体激活，这些信号分子都是分子量很小而且是脂溶性的，能扩散通过细胞膜进入细胞。
二、分泌性信号分子作用途径旁分泌(paracrine)由细胞分泌的信号分子只是作为局部的介导物，作用于邻近的靶细胞，称为旁分泌。
旁分泌的信号分子由细胞分泌后，不能扩散至较远的距离，这种信号分子很快地被邻近的靶细胞摄入，或被细胞外酶降解(图17-1A)。
突触(synapses)在较高等的多细胞生物体内，神经细胞(或神经元)能通过轴突与相距较远的靶细胞接触。
第十九章-细胞信号转导
—— 连接物蛋白（adaptor protein） 含有2个或数个蛋白质相互作用结构域，无其他功能结 构，连接上下游不同信号转导分子，传递信号。
连接物蛋白Grb2和Nck都含有几个SH2、SH3结构域。
已发现近千种蛋白激酶和磷酸酶。
1．蛋白激酶（protein kinase）
*催化靶蛋白丝/苏氨酸或酪氨酸残基磷酸化 ，如增 加或抑制靶蛋白、酶的活性，进而开启信号途径。
—— 主要有蛋白丝/苏氨酸激酶（Ser/Thr- protein kinase, S/T-PK ），
第二信使激活的PKA、PKC、PKG，和丝裂原活 化蛋白激酶 （mitogen activated protein kinase, MAPK） 等。
内分泌 旁分泌 自分泌 细胞-细胞间作用
第二节 细胞内信号转导分子和转导系统
一、 第二信使（secondary messenger）
应答肽类激素刺激，细胞产生，传递信号的小分子。
作用的特点：
* 应答信号刺激主要表现浓度的改变。 * 在细胞内扩散，改变分布状态，诱导靶分子变构
效应，改变其酶或离子通道活性； * 作用后迅速水解终止信号。
主要参与细胞应答辐射、渗压、温度变化的应激反 应。
——TAK1- MKK3/6- P38MAPK 途径， 主要涉及炎性细胞因子、凋亡相关受体等信号转导。
MAPK再磷酸化下游激酶（如RSK、MNK、 MSK），多级激酶级联，逐级传递信号。
（三）蛋白质相互作用结构域(protein interaction domain)，
—— SH3结构域：50～100残基，识别富含脯氨酸 特异模体。
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
1基本概念信号转导signal transduction——细胞内外的信号，通过细胞的转导系统转换，引起细胞生理反应的过程。
化学信号chemical signals——细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。
物理信号physical signal——细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。
G蛋白G protein——全称为GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有GTP水解酶的活性而得名。
在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又称为偶联蛋白或信号转换蛋白。
第二信使second messenger——能被胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子。
第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。
在植物细胞中的第二信使系统主要是钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环核苷酸信号系统等。
动作电波action potential，AP——也叫动作电位，指细胞和组织中发生的相对于空间和时间的快速变化的一类生物电位，它是植物的一种物理信号，可通过输导组织传递。
钙调素calmodulin，CaM——是最重要的多功能Ca2+信号受体，为单链的小分子酸性蛋白。
当外界信号刺激引起胞内Ca2＋浓度上升到一定阈值后，Ca2+与CaM结合，引起CaM构象改变。
而活化的CaM又与靶酶结合，使其活化而引起生理反应。
磷脂酰肌醇phosphatidylinositol，PI——亦称肌醇磷脂(lipositol)，即其肌醇分子六碳环上的羟基被不同数目的磷酸酯化，PI为磷脂酰肌醇；PIP为磷脂酰肌醇-4-磷酸；PIP2为磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸。
肌醇磷脂参与细胞胞内的信号转导。
肌醇-1，4，5-三磷酸inositol-1，4，5-triphosphate，IP3——植物细胞内信号分子，通过调节Ca2+浓度来传递信息。
信号转导名词解释
信号转导名词解释
信号转导是生物学领域中的一个概念，指的是细胞内或细胞间的信号传递过程，即从信号的产生到信号的传递、传感和响应的一系列事件。
这个过程涉及到多种分子和细胞结构的相互作用，调节和控制细胞的生理活动。
信号转导的过程可以分为几个步骤。
首先，信号必须被产生，通常是由它的外部刺激（如荷尔蒙、细菌毒素、光线等）引起。
然后，这个信号被传递到细胞内，进入细胞质或细胞核。
细胞内的信号传递通常通过分子信使、细胞内信号分子和蛋白质配体的相互作用来实现。
这些信号分子可以是离子、小分子化合物、激素、细胞因子或其他生物分子。
在信号传递过程中，信号分子通常与受体蛋白质结合，触发一系列的化学反应和分子变化。
这些反应可以包括分子的磷酸化、蛋白质结构的变化、酶活性的调节等。
这些变化导致了信号的传导和放大，将信号传递到细胞内其他位置或其他细胞。
信号传导的最终效应是调控细胞内多种生物过程的发生和进行。
这些过程包括细胞分化、增殖、凋亡、细胞骨架的重构等。
不同的信号传导路径可以通过不同的信号分子和信号受体来触发，从而调控不同的生理活动和细胞功能。
信号转导在生物学中具有重要的意义。
它是细胞内外信息交流的基础，使细胞能够适应环境变化，维持生物体内稳态。
同时，信号转导的异常可以导致多种疾病的发生，如癌症、炎症、心
血管疾病等。
因此，对于信号转导的研究有助于理解细胞功能和疾病机制，为新药的发现和治疗提供了重要的理论基础。
细胞生物学笔记-信号转导
细胞的信号转导信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程完整的信号传递程序:1、合成信号分子;2、细胞释放信号分子;3、信号分子向靶细胞转运;4、信号分子与特异受体结合;5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用;6、终止信号分子的作用;第一节、细胞外信号1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。
如：配体2、配体的概念：指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。
3、配体的类型：1）水溶性配体：N递质、生长因子、肽类激素2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。
第二节、受体一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。
二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内）1、细胞表面受体类型1）离子通道偶联受体：特点：本身既有信号结合位点又是离子通道组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。
2）酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。
特点：N端细胞外区有配体结合部，C端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性。
组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。
3、 G蛋白偶联受体：是N递质、激素、肽类配体的受体。
1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G蛋白，活化的G蛋白再激活第二信使的酶类。
通过第二信使引起生物学效应。
2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。
3）G蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢，敏感，灵活，类型多。
G蛋白偶联受体:G蛋白（由G蛋白偶联受体介导的信号转导）1）、G蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G蛋白偶联受体—G蛋白2）、G蛋白的结构特征：①由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。
第三章-信号转导
原分解－小分子物质是环－磷酸腺苷（cyclic
adenosine monophosphate，cAMP）。
17
许多激素－与膜表面的特异受体结合－膜内
cAMP增加／减少－细胞功能改变。
外来的化学信号（激素）－第一信使（first
messenger）。
cAMP－第二信使（second messenger）。
类途径实现的
6
（三）跨膜信号转导还有信号放大作用
信号的级联放大：一个上游信号分子可激活多
个下游信号分子，并依次类推，于是产生了信
号的级联放大，使少量的细胞外信号分子可以
引发靶细胞的显著反应。
7
受体（膜受体，部分为核受体）：离子通道受 体、G蛋白偶联受体、酶偶联受体（或具有内
在酶活性的受体）
一种细胞外化学信号在发挥其生物作用时，可
磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP3），二酰甘
油（diacylglycerol，DG），Ca++，NO。
NO气体－第一／第二信使－激活鸟苷酸环化酶 （guanylyl cyclase，GC）－胞内cGMP增加－细 胞功能改变。 NO在心血管、免疫、神经系统活动中具有重要 的调节作用。
C, PLC）、磷酸二酯酶（phosphodiesterase,
PDE）、磷脂酶A2（phospholipase A2）。
（2）离子通道： G蛋白也可直接或简接调控离子 通道的活动，如Ca2+通道。
37
4、第二信使 cAMP、cGMP、IP3、DG、NO、Ca2+等。 第二信使是细胞外信号分子作用于细胞膜后产生
在种类和数量上远没有化学信号多。这些信号大
信号转导的名词解释
信号转导的名词解释在生物学领域中，信号转导是指细胞内外信息的传递和响应过程，它在生物体的生长、发育、代谢、免疫和细胞分化等各个方面起着重要作用。
信号转导通过一系列的分子事件将外界的物理、化学或生物学信息转化为细胞内部的生理反应和细胞功能的调控。
本文将对信号转导的概念、机制和重要分子进行解释。
一、信号转导的概念信号转导是指生物体对外界刺激信号做出的一系列反应，从而调控细胞功能和整体生理过程的过程。
信号转导广泛存在于生物体的细胞内外环境中，包括化学物质、生物活性物质、外界温度、光线、机械刺激等。
这些信号通过受体蛋白在细胞膜内外表面感知，并通过信号分子的传递引起一系列生物反应。
二、信号转导的机制1. 受体激活与信号传递：当外界信号刺激到细胞表面的受体蛋白时，受体会发生构象变化，导致内外信号的转换。
这些受体可以是细胞表面受体（如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体等），也可以是细胞内受体（如核受体等）。
2. 信号分子传递：一旦受体激活，信号会通过一系列的分子传递事件来传导。
这些信号分子可以是离子、细胞因子、激素、磷酸化蛋白等。
它们会通过跨膜信号传递、细胞内信号传递或核内信号传递等方式将信号从受体传递至下游分子，共同参与调控细胞内的生理过程。
3. 下游反应与细胞调控：信号转导过程最终会引起一系列下游反应，包括基因表达调控、细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移、细胞分化等。
这些下游反应会进一步影响细胞内的信号网络，形成正反馈或负反馈回路，从而调控整个细胞或组织的功能。
三、重要的信号分子1. G蛋白偶联受体：G蛋白偶联受体是一类广泛存在于细胞膜上的受体，可以感知多种信号分子，包括激素、神经递质等。
激活G蛋白偶联受体后，可以启动下游信号级联反应，例如通过激活腺苷酸环化酶促使细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平上升，从而激活蛋白激酶A等。
2. 酪氨酸激酶受体：酪氨酸激酶受体是一类能够通过磷酸化反应激活的受体。
激活酪氨酸激酶受体后，它们可以自身磷酸化或磷酸化其他下游目标蛋白，进而引起一系列信号传递和细胞内信号级联反应，例如细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡等。
2014信号转导
称为配体。如激素、神经递质、抗原、药物、毒素等。
配体除了与受体结合外，本身并无其它功能。它不能参 加代谢产生有用产物，也不能直接诱导任何细胞活性，
更无酶的特点；它唯一的功能就是通知细胞在环境中存
在一种特殊信号或刺激因素。
1．受体作用的特点
受体与配体结合的特异性
受体与配体的结合有很强的专一性，由于配体和受 体都具有特定的分子结构，因此，一种配体只能与之相 匹配的受体结合，而不能与其它受体结合。
酶偶联受体（enzyme-linked receptor）
一旦与配体结合，受体就具有酶的活性 这种受体通常只有一个跨膜α 螺旋 配体：生长因子、细胞因子
酶偶联受体包括： 受体Tyr激酶
受体Ser/Thr激酶
受体Tyr磷酸酶
受体鸟苷酸环化酶
偶联Tyr激酶的受体
三种膜受体的特点
特性 内源性配体 离子通道受体 神经递质 G蛋白偶联受体 神经递质、激素、 趋化因子、外源刺 激（气味、光） 单 7个 激活G蛋白 去极化与超极化 调节蛋白质功能 和表达水平 体 酶偶联受体 生长因子 细胞因子 具有或不具有催化 活性的单体 1个 激活Tyr蛋白激酶 等 调节蛋白的功能和 表达水平，调节细 胞分化和增殖
又称内分泌信号(endocrine signal) 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用时间较长，作用范围弥散; 引起的生物学效应缓慢持久。
含氮激素：
生长激素、催乳激素、
胰岛素、促甲状腺素释放激素、 肾上腺素、去甲肾上腺素、 T3 、T4 等
类固醇激素：
性激素、皮质醇、醛固酮等
（2）神经递质（neurotransmitter）与 神经肽（neuropeptide）
（CCR-5：RANTES、HIV辅助受体） （RANTES：CCR-5、CCR4）
分子生物学-信号转导
大理学院生化学院 阿周存
第四节
信号转导与基因表达调控
细胞外信号通过与细胞表面的受体相互作用转 变为胞内信号并在细胞内传递的过程称为信号转 导（signal transduction ）。 通过细胞外信号分子与细胞的相应受体相互作 用，调节细胞的基因表达、代谢和功能。 信号转导是多细胞生物细胞间协调统一，以 及与外环境协调适应的一个重要途径。
（2） IP3 与 DG的作用 DG使蛋白激酶C（PKC）磷酸化后被活化。 活化后的PKC可附着于膜上，调节Na+-H+的交换 器促进Na+流入，H+流出，使PH升高。PKC可对 胞内的多种靶蛋白磷酸化，改变其功能，促进细胞 增殖等。
DG Ca2+ 磷脂酰Ser PKC无活性
PKC活性
IP3作用于肌浆网上的Ca2+受体通道蛋白，使通 道开放，肌浆网内的Ca+流入细胞质，作为第三 信使，调节相关的蛋白质的功能。
A 激 酶
Pro（靶蛋白） 生 理 Pro-p 功 能 调 节
(1) cAMP信号体系
AC与cAMP ATP 腺苷酸环化酶 Gs Gi cAMP A激酶 cAMP磷酸二酯酶 5’-cAMP
cAMP 依赖的蛋白激酶（A激酶，PKA） 1.结构：2个催化亚基，2个调节亚基 的蛋白质 2.激活：别构激活 （别构剂cAMP） A激酶 3.作用： Pro Pro-P
5、 基因概念 断裂基因，受体，第二信使，激素反应元件，锌指 基因扩增,简单转录单位, 复杂转录单位
由5个 亚基组 成，形 成了5个 跨膜区。
CAMP信号途径：刺激型 1、信号与受体结合，受体活化， 构象改变，暴露与G蛋白的 结合部位。 2、配体－受体复合物与G蛋白 结合，G活化，Gsα构象改 变，结合GTP 3、Gsα-GTP复合物与βγ分离， 暴露与AC的结合部位。 4、Gsα-GTP与 AC结合， AC活化，分解 ATP为 cAMP 5、Gsα分解GTP为 GDP，构 型改变，与 AC分离， AC失 活， Gsα与βγ结合，恢复静 息状态。
信号转导的名词解释细胞通讯名词解释
多细胞生物是由不同类型的细胞组成的社会，而且是一个开放的社会，这个社会中的单个细胞间必须协调它们的行为，为此，细胞建立通讯联络是必需的。
如生物体的生长发育、分化、各种组织器官的形成、组织的维持以及它们各种生理活动的协调，都需要有高度精确和高效的细胞间和细胞内的通讯机制。
2. 信号传导(cell ignalling) 是细胞通讯的基本概念，强调信号的产生、分泌与传送，即信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。
3. 信号转导(ignal tranduction) 是细胞通讯的基本概念，强调信号的接收与接收后信号转换的方式 (途径)和结果，包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等，即信号的识别、转移与转换。
4. 信号分子(ignaling molecule) 信号分子是指生物体内的某些化学分子，既非营养物，又非能源物质和结构物质，而且也不是酶，它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子，它们的惟一功能是同细胞受体结合，传递细胞信息。
多细胞生物中有几百种不同的信号分子在细胞间传递信息，这些信号分子中有蛋白质、多肽、氨基酸衍生物、核苷酸、胆固醇、脂肪酸衍生物以及可溶解的气体分子等。
根据信号分子的溶解性分为水溶性信息(water-oluble meenger)和脂溶性信息(lipid-oluble meenger)，前者作用于细胞表面受体，后者要穿过细胞质膜作用于胞质溶胶或细胞核中的受体。
其实，信号分子本身并不直接作为信息，它的基本功能只是提供一个正确的构型及与受体结合的能力，就像钥匙与锁一样，信号分子相当于钥匙，因为只要有正确的形状和缺齿就可以插进锁中并将锁打开。
至于锁开启后干什么，由开锁者决定了。
5. 激素(hormone) 激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子，这些信号分子被分泌到血液中后，经血液循环运送到体内各个部位作用于靶细胞。
第七章植物细胞的信号转导
1信号转导：受体细胞通过受体接收胞外信号，将胞外信号转变为胞内信号，并经一系列胞内信号转导途径的传导和放大，控制相关基因表达和引起特定的生理生化反应，这种从细胞受体感受胞外信号，到引起特定生理生化反应的一系列信号转换过程和反应机制称为信号转导。
2化学信号：指细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理生化反应的化学物质。
3物理信号：指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。
4第二信使：是指细胞感受胞外环境信号和胞间信号后产生的具有生理调节活性的胞内信号分子，都是小分子物质。
植物中的第二信使主要有cAMP、钙离子、NO、DAG和IP3等。
5受体：存在于细胞表面或细胞内部，能感受信号或与信号分子特异性结合，并引起特定的生理生化反应的生物大分子。
6细胞表面受体：指存在于细胞质膜上的受体，也称膜受体。
通常由与配基相互作用的细胞外结构域、将受体固定在细胞膜上的跨膜结构域和起传递信号作用的胞内结构域3部分组成。
细胞表面受体通常是跨膜蛋白质，大多数信号分子不能过膜，通过与细胞表面受体结合，经跨膜信号转换将胞外信号传至胞内。
7细胞内受体：指存在于细胞质中或亚细胞组分（细胞核、液泡膜等）上的受体。
胞内受体识别和结合的是能够穿过细胞质膜的信号分子。
8配基：指与受体特异结合的化学信号分子。
9钙指纹：指能被细胞识别的、由某种刺激产生的、具有特异性时空变化的钙信息。
10G蛋白：是细胞内一类具有重要生理调节功能的蛋白质，参与细胞信号转导过程的G蛋白主要有小G蛋白和异三聚体G蛋白，其中三聚体G蛋白由β、α、ϒ3个不同亚基构成。
11双信使系统：指肌醇磷脂信号系统。
胞外信号被膜受体接受后以G蛋白为中介，由质膜中的磷脂酶C水解肌醇磷脂，产生两个胞内信号分子：三磷酸肌醇(IP3)和二脂酰甘油（DAG）,分别激活两个信号传递途径：IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，因此把这一信号系统称为双信号系统。
12激发子：指由病原体产生，并能够激发或诱导植物寄主产生防御反应的因子。
信号转导
肝癌相关细胞信号转导通路的研究进展之受体型酪氨酸蛋白激酶体系引言信号转导是20 世纪90 年代以来生命科学研究领域的热点问题和前沿。
信号转导的基本概念是细胞外因子通过与受体结合, 所引发细胞内的一系列生物化学反应,直至细胞生理反应所需基因的转录表达开始的过程。
是细胞间实现通讯的关键过程，是目前生命科学研究的一个重要内容。
细胞信号转导途径包括细胞表面受体介导的信号转导途径和胞内受体介导的信号传导途径，并存在着各自的特点。
随着癌基因和抑癌基因的发现,细胞信号转导通路的阐明, 极大地丰富了人们对细胞癌变机制的认识。
通过对癌基因产物功能的分析, 发现许多癌蛋白位于正常细胞信号转导通路的不同部位, 对促进细胞分裂增殖起着重要的作用。
在肿瘤发生发展的过程中, 由于正常的基因调控紊乱, 可导致细胞信号传递网络的异常。
与正常细胞相比, 往往一些通路处于异常活跃状态, 而有一些通路却传递受阻。
如，与肝癌有关的细胞信号转导通路有酪氨酸激酶信号转导通路、Ｎｏｔｃｈ信号转导通路、核转录因子ｋａｐｐａＢ（ＮＦ－κＢ）通路、Ｈｅｄｇｅｈｏｇ（Ｈｈ）信号通路等，现将近年来的研究进展作一综述，并重点阐述酪氨酸蛋白激酶体系在肝癌发病、转移、治疗与耐药中的作用。
１酪氨酸激酶信号转导通路酪氨酸激酶（ＰＴＫｓ）具有催化ＡＴＰ的γ磷酸基，转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上，使酚羟基磷酸化而活化。
ＰＴＫｓ包括受体型ＰＴＫｓ和非受体型ＰＴＫｓ两大类。
受体型ＰＴＫｓ通常具有一个可以与特定配体相结合的细胞外结构域、一个跨膜区及一个可以选择性地与底物结合并将其磷酸化的细胞内激酶域。
配体与受体酪氨酸激酶的细胞外结构区域结合，引起其结构改变从而产生酶催化活性。
１．１Ｒａｓ／Ｒａｆ／ＭＡＰＫ信号转导通路丝裂原活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）信号转导通路，存在于所有生物体内的大多数细胞内，是真核生物细胞重要的信号转导通路，可将细胞表面信号刺激转导至细胞及其核内，与细胞增殖、分化、凋亡等生理过程密切相关；也是多种生长因子、细胞因子、整合素等所共有的信号转导通路，并且ＭＡＰＫ通路磷酸化级联反应还是多种应激原的共同信号通路ＭＡＰＫ通路信号的传送是通过ＭＡＰＫＫＫ、ＭＡＰ－ＫＫ和ＭＡＰＫ连续的磷酸化作用实现的。
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2. G蛋白偶联受体介导的信号转导
2.1 G蛋白偶联受体的结构与激活
G蛋白偶联受体是指配体-受体复合物与靶细胞（效应酶或通 道蛋白）的作用要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二 信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。
G蛋白偶联受体(G－protein－coupled recep-tors，GPCRs)是与 G蛋白相连接的最大膜受体家族，能够被不同的配体所激活 ，如激素、多肽等。GPCRs与配体结合后能激活细胞内的G 蛋白，通过不同的信号转导通路产生不同的生物学效应。研 究GPCRs信号通路主要聚焦于负调节因子，即G蛋白偶联受 体激酶(G－protein－coupledreceptors kinases，GRKs)。
亲水性信号分子--神经递质、局部介质，大多数肽类激素 等，不能穿过靶细胞膜，只能通过与膜受体结合，经膜上 信号转换机制实现信息传递，这类信号分子又称第一信使
气体信号分子：NO
物理信号：光，声
受体
受体(receptor):是一种能够识别和选择性结合某种配体（
信号分子）的大分子，多为糖蛋白，少数为糖脂。一般至 少包括2个功能区，配体结合区域和效应区，与配体结合后 经信号转导，可将生物活性分子产生的效应传至效应器， 引发相应的生物学效应。
这类核受体与其配体结合后能调节参与脂质代谢和药物代谢酶系的表达， 并参与脂质和糖代谢的调控。是代谢综合征（胰岛素抵抗、高血压、高 血脂和糖耐量降低）治疗潜在的靶点。
PPARs的激动剂贝丁酸类降脂药(fibrate)和噻唑烷二酮降糖药 （thiazolidinedione,TZD）均已被临床证实有改善代谢综合征的作用。
细胞表面受体介导的信号途径的步骤：
细胞通过特异性识别胞外信号分子 胞外信号（ 第一信使）通过适当的分子开关机制实现跨膜信号 转导，产生细胞内第二信使或活化的蛋白信号 通过胞内级联反应实现信号放大作用，并最终导致 细胞活性改变 由于信号分子失活，细胞反应终 止或下调。
受体通过细胞内受体蛋白的相互作用组成不同的信 号通路而传播信号，细胞内信号蛋白的相互作用是 靠蛋白质模式结构域所特异性介导的。
雌激素受体(estrogen receptor ,ER ，) 孕激素受体(progesterone receptor PR A，B) 雄激素受体(androgen receptor, AR A, B)
1.2.2 非甾体激素受体 ：
甲状腺激素受体(thyroid hormone receptor,TR ，) 1,25(OH)2维生素D3受体(vitamine D3 receptor,VDR) 维甲酸受体(retinoid acid receptor, RAR ，， )
信号的整合与控制
细胞通讯（cell communication）
指一个细胞发出的信息经过介质（又称配体）传递 到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然 后经细胞信号转导产生胞内一系列生理生化反应， 最终表现为细胞整体生物学效应的过程。
可见细胞信号转导是细胞间实现通讯的关键过程， 它对于多细胞生物间功能的协调、控制细胞的生长 和分裂，组织发生与形态建成是必需的。
配体与受体结合，受体激活特异的G蛋白，催化α亚基结合的鸟苷二 磷酸(GDP)转变为鸟苷三磷酸(GTP)，从而α亚基构象改变，降低α亚 基和βγ亚基的亲和力，使三聚体分离为Gα(GTP)和Gβγ。解离的 Gα(GTP)处于活化的开启态，和Gβγ通过直接调控下游各自的效应器 将信号传到细胞核中；当Gα亚基与GDP结合时，处于失活的关闭态 ，再结合Gβγ，抑制信号传导。
异源三聚体G蛋白，分子量大(100kD左右)，是受鸟嘌呤核苷酸调 控的超级家族的信号传导分子；
小G蛋白，分子量小(20-30kD)，为单体，可能与传导无直接联系 。
目前已把G蛋白的结构、氨基酸序列及其进化相似性与功能等结合起来 作为分类依据。
已分离鉴定的G蛋白有4个主要类型，至少有21种不同的α亚基，5种β 亚基和8种γ亚基 。
在没有激活剂存在的情况下，GPCRs能够自动地异构化成 激活的结构，这显示GRKs可能也参与GPCR基础活动的调 节。
G蛋白是一个超级家族(GTP-binding proteins superfamily)，包括膜受体 偶联的异源三聚体G蛋白(Heterotrimeric GTP binding protein)和小 G蛋白。
细胞信号转导 （cell signal transduction)
主要内容
受体 信号转导系统及其特性
细胞内受体介导的信号转导 G蛋白耦联受体介导的信号转导
--以cAMP为第二信使的信号通路 --磷脂酰肌醇双信使信号通路 --G蛋白耦连受体介导离子通道的调控
酶联受体介导的信号转导
--受体酪氨酸激酶E及PTK-Ras蛋白信号通路 --细胞表面其它酶联受体 --细胞表面整联蛋白介导的信号转导
2.2 G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路
以cAMP为第二信使的信号通路； 以IP3和DAG为双信使的磷脂酰肌醇信号通
路； G蛋白偶联离子通道的信号通路
2.2.1 以cAMP为第二信使的信号通路
受体
αபைடு நூலகம்体，M受体
信号分子与受体结合通过 Gs
Gi
G蛋白活化腺甘酸环化酶AC
，导致细胞内cAMP浓度 升高，激活蛋白激酶A
根据靶细胞上受体存在部位，可分为；
细胞内受体（核受体)：为胞外亲脂性信号分子所激活； 细胞表面受体：为胞外亲水性信号分子所激活；
细胞表面受体分属三大家族：离子通道偶联受体，G-蛋 白偶联受体，酶联受体
受体功能：识别和结合功能；传递信息功能。
受体的特征
特异性 specificity 饱和性 saturability 靶组织特异性 target localization 高亲和性 high affinity 结合可逆性 reversibility
1种特定的配体只与其特定的受体结 合而产生生理效应
配体与受体达到最大结合值后，不再 随配体浓度增高而增大
以不同密度存在于不同靶组织和靶细 胞的不同区域
配体的表观解离常数在10-12-10-9之 间
配体与受体复合物可以解离，也可被 其他专一性配体置换
1. 细胞内受体介导的信号通路
1.1 细胞内核受体及其对基因表达的调节
G蛋白结构
由单条多肽7次跨膜形成的受体，也称7 次跨膜受体7TM胞外结构域识别结合信 号分子，胞内结构域与G蛋白偶联。
膜内外侧均有3个连接袢，氨基端的外侧 链在胞外，羧基端的内侧链在胞内。氨 基酸组成差异比较大，与识别配体和信 号转导有关
G蛋白结合区位于胞浆侧，与受体偶联 的G蛋白由α、β、γ等3个亚单位组成， 其中α决定G蛋白的专一性，它具有 GTPase活性，是分子开关蛋白。
甾体激素诱导的基因活化分为两个阶段：初级反应，发生 迅速，直接活化少数特殊基因转录；次级阶段：初级反应 产物再活化其他基因产生延迟的放大作用。
1.3 气体信号分子NO
靶细胞内具有鸟甘酸环化酶（G-cyclase,GC)活性 的受体的激活是NO发挥作用的主要机制：
1.进入平滑肌使GC活性升高； 2. GC催化GTP,使cGMP合成增加； 3. cGMP作为新的信号分子介导蛋白质的磷酸化，进一步引发
NH3+
A/B
TAD
AF1 转录调节
CD
DBD
DNA结合
E
F
LBDHBD
AF2
配体结合 HSP结合
COO-
1.2 核受体家族（nuclear receptor superfamily）
1.2.1 甾体激素受体家族 （steroid hormone receptor， SR or SHR） 糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR，) 盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor, MR)
1.2.4 孤儿核受体(orphan receptor)
SF-1, LRH-1, DAX-1， SHP, TLX, PNR ， NGFI-B , , , ROR , ,, ERR , ,, RVR , , ， GCNF ，TR2,4 , HNF-4 , COUP-TF , , .
1.3 核受体与基因表达
GRKs主要通过2个途径在信号转导中发挥作用，一个是依 赖G蛋白的经典途径如GRK2和GRK3，另一个是不依赖G蛋 白的途径如GRK5和GRK6。同时，GRK2和GRK3能够减弱 GRK5和GRK6介导的ERK信号转导 ,这说明GRKs的亚家族 能够在同一水平产生竞争作用，这不仅有助于在受体脱敏 和信号转导之间维持平衡，而且能够协调胞外刺激诱发的 不同信号途径。
配体为全反式维甲酸 维甲类X受体( retinoid X receptor, RXR) ，，
配体为9-顺式维甲酸 RXR可与多种非甾体激素的核受体形成异二聚体，调节基因表 达。
1.2.3 其他核受体
过氧化物酶体增殖因子激活受体(peroxisome proliferator –activated receptor, PPAR) , ,
细胞内受体超家族本质是依赖激素激活的基因 调控蛋白。
结构特点: 一般都含3个功能结构域：位于C端的结构域 为激素结合位点；中部是DNA或Hsp90的结 合位点；N端是转录激活结构域。
核受体的结构
配体结合区(ligand binding domain, LBD) DNA结合区(DNA binding domain ,DBD) 两锌指结构 转录激活区(transcriptional activation domain, TAD)
可降解cAMP生成 5’-AMP，起终止 信号的作用
信号分子与不同类型的G蛋白偶联型 受体结合后所产生的正负调控作用
通路组分 受体类型 G蛋白类型 腺苷酸环化酶活性 cAMP水平 PKA活性 例子