通过细胞内受体介导的信号传递(1)
细胞生物学：第9章 细胞通讯与信号传递
G蛋白耦联的受体：
单条多肽形成7次跨膜α螺旋；其中螺旋5和6间 的胞内环状结构域是与G蛋白作用的位点；
G蛋白耦联的受体介导的3条细胞信号通路：
1. cAMP信号通路：又称PKA系统 •效应酶：腺苷酸环化酶 •在胞内形成的第二信使是： cAMP •cAMP通过激活蛋白激酶A（PKA）影响下游分子
2. 磷脂酰肌醇信号通路：又称PKC系统或双信使系统 •效应酶：磷脂酶C •在胞内形成的第二信使是： IP3和DAG •DAG通过激活蛋白激酶C (PKC) 来影响下游分子 •IP3释放Ca2+调控钙调蛋白引起细胞反应
信号分子：都是疏水的、脂溶性小分子 受体：是依赖激素激活的基因调控蛋白
受体的三大结构域：
失
活
HSP90
态
信号
激 活 态
HSP90
胞内受体蛋白家族
类固醇激素是一类亲脂性信号分子，可与胞内受体 结合，提高受体与DNA结合能力，增强基因转录
类固醇激素诱导的基因活化分两阶段：
初级反应阶段：直接激活少数特殊基因，反应迅速
通过与质膜结合的信号分子
３通过间隙连接/胞间连丝使细胞质互通
通过间隙连接使细胞质互通
分泌化学信号进行的通讯（普遍方式）
内分泌
旁分泌ห้องสมุดไป่ตู้
化学突触 自分泌
细胞间接触依赖性通讯
（三）细胞通信的组成元件
◆信号的发射 信号分子
◆信号的识别 受体
◆信号转导 胞内的第二信使
◆信号传递的放大与终止 分子开关
胞外信号分子 受体
“明星分子（star molecule）”：一氧化氮NO
20世纪80年代后期证实的唯一气体性信号分子
可以直接进入细胞激活相应的靶酶，参与体内 众多的生理病理过程
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。
细胞通讯与信号传递
抑制性蛋 白Hsp90
转录激活 结构域
激素结 合位点
DNA结合位点
激素
DNA 激素反应元件
靶基因转录
mRNA
甾类激素
• 受体是胞内激素激活的基因调控蛋白。 • 受体与配体（如皮质醇）结合，使抑制性蛋白与受体分离，暴露与
DNA的结合位点。 • 受体结合的序列是受体依赖的转录增强子。
细胞信号通路：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，这是细胞信号 系统的主线，这种反应序列称之为细胞信号通路。
2020/1/19
细胞通讯的六个基本步骤:
细胞内化学信号分子的合成
化学信号分子转运至靶细胞
2020/1/19
信号分子与靶细胞受体特异性结合并使受体激活 活化受体启动胞内一种或多种信号转导途径 引发细胞功能、代谢或发育的改变 信号解除并导致细胞反应终止
细胞对信号的反应不仅取决于其受体的特异性，而且与细胞的固有特征有关
相同信号可产生不同效应
不同信号可产生相同效应
不同细胞对同一化学信号分子可能具有不同受体，故不同的靶细胞以不同的方式应答于相同的 化学信号（Ach作用于骨骼肌细胞引起收缩，作用于心肌细胞却降低收缩频率，作用于唾液腺 细胞则引起分泌） 不同的细胞具有相同的受体，当与同一种信号分子结合时，不同细胞对同一信号产生不同的反 应 同一细胞上不同的受体应答与不同的胞外信号产生相同的效应（肝细胞肾上腺素或胰高血糖素 受体在结合各自配体被激活后，都能促进糖原降解而升高血糖） 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不同生物学效应
1.开关蛋白的活性由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而关闭
细胞受体介导的细胞内信号传导
早基因的表达
Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路
G蛋白偶联可通过三种方式引起细胞内 Ca2+浓度升高:某些 G 蛋白可直接激活细胞质膜上的钙通道 , 或通过 PKA 激活细 胞质膜的钙通道 , 促进 Ca2+ 流入细胞质 ;或通过 IP3促使细 胞质钙库释放Ca2+ 胞 质 中 C a 2 + 浓 度 升高 后通过结 合钙调蛋 白传递信 号 。 Ca2+/CaM 复合物的下游信号转导分子是一些蛋白激酶 , 它 们的共同特点是可被 Ca2+/CaM 复合物激活 , 因而统称为钙 调蛋白依赖性蛋白激酶 .钙调蛋白依赖性激酶属于蛋白丝 / 苏氨酸激酶,可激活各种效应蛋白,可在收缩和运动、物质 代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程 中其作用。参与神经递质的合成与释放以及糖代谢等多种 细胞功能的调节。
键酶、转录调控因子等，影响代谢通路、基因表 达、细胞运动、细胞增殖等
几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路
1.AMPK通路 2.JAK-STAT通路
3.Smad通路
4.PI-3K通路 5.NF-kB通路
主要要掌握的是JAK-STAT通路
JAK-STAT通路
许多细胞因子受体自身没有激酶结构域，与细胞
酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号
蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路较复杂。 主要蛋白激酶偶联分为以下几个阶段：
①细胞信号分子与受体结合，导致第一个蛋白激
酶被激活
②通过蛋白质-蛋白质相互作用或蛋白激酶的磷酸
化修饰作用激活下游信号转导分子。
细胞生物学第8章细胞信号传导
息系统的进化。
单细胞生物通过反馈调节，适应环境的变化。 多细胞生物则是由各种细胞组成的细胞社会，除 了反馈调节外，更有赖于细胞间的通讯与信号传 导，以协调不同细胞的行为，如：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； ⑤ 影响细胞的存活。
NO在导致血管平滑肌舒张中的作用
（四）配体与受体（Ligand & Receptor） 1、配体（Ligand）：在细胞通讯中，由信号传导 细胞送出的信号分子必须被靶细胞接收才能触发 靶细胞的应答，此时的信号分子被称为配体 (ligand)，接收信息的分子称为受体。 2、受体（Receptor）：广义的受体指任何能够同 激素、神经递质、药物或细胞内的信号分子结合 并能引起细胞功能变化的生物大分子。狭义的受 体指能够识别和选择性结合配体（signal molecule） 的大分子，当与配体结合后，通过信号转导 （Signal Transduction）作用将细胞外信号转换为 细胞内的物理和化学信号，以启动一系列过程， 最终表现为生物学效应。
第八章
细胞信号转导
生命与非生命物质最显著的区别在于生命
是一个完整的自然的信息处理系统。一方面生
物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部
环境的变化，维持个体的生存；另一方面信息 物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维 持了种族的延续。生命现象是信息在同一或不 同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信
在细胞通讯中受体通常是指位于细胞膜表 面或细胞内与信号分子结合的蛋白质，多为糖 蛋白，一般至少包括两个功能区域，与配体结 合的区域和产生效应的区域；当受体与配体结 合后，构象改变而产生活性，启动一系列过程， 最终表现为生物学效应。受体与配体间的作用 具有三个主要特征：①特异性；②饱和性；③ 高度的亲和力。
细胞信号传导的途径
细胞信号传导的途径细胞信号传导是维持生命活动的重要过程，它使得细胞能够感知和响应外界环境的各种刺激。
一旦信号被传递到细胞内部，它将引发一系列分子事件，最终导致特定的细胞行为或生物学功能的改变。
本文将针对细胞信号传导的主要途径进行探讨。
一、细胞膜上的受体介导的信号传导细胞膜上的受体是感知外界刺激的主要途径之一。
它们可以分为离子通道受体和酪氨酸激酶（RTK）受体两大类。
离子通道受体可以通过改变细胞膜上的离子通道通透性，使离子进出细胞，从而改变细胞内离子浓度和电位，引发信号传导。
而RTK受体则可以激活下游的信号转导蛋白，如Ras/MAPK通路和PI3K/AKT通路等，进一步调控细胞的增殖、分化和存活等生理功能。
二、胞内受体介导的信号传导除了细胞膜上的受体，胞内受体也起着重要的作用。
胞内受体主要指核受体家族，如雌激素受体（ER）和孕酮受体（PR）等。
这些受体位于细胞核内，当配体如激素结合到受体上时，受体会发生构象改变，形成激活状态。
激活的受体-配体复合物将与DNA结合，调控特定基因的转录，进而影响细胞的生物过程和功能。
三、细胞内信号传导通路在细胞内部，信号通常通过一系列信号转导通路进行传递。
其中，Ras/MAPK通路和PI3K/AKT通路是最为经典和重要的两条通路。
Ras/MAPK通路的激活依赖于RTK受体的激活，它能够调节基因表达、细胞生长和分化等过程。
PI3K/AKT通路则与细胞的存活、增殖和细胞周期调控密切相关。
四、细胞间的信号传导除了细胞内信号传导，细胞间的信号传导也是维持组织和器官功能的重要手段。
细胞间的信号传导可以通过细胞间直接接触的方式，如通过细胞间连接和细胞间通道进行信号传递。
此外，细胞还可以通过释放信号分子，如细胞因子、神经递质等，在周围环境中扩散，并作用于距离较远的细胞，实现信号传导。
细胞信号传导是一个复杂而精密的过程，涉及多个信号分子和通路的相互作用。
了解细胞信号传导的途径对于揭示细胞功能和生物学过程具有重要意义。
细胞生物学 第五章 物质的跨膜运输与信号传递
钙泵和质子泵
钙泵：动物细胞质膜及内质网膜，1000 Aa组成的 跨膜蛋白，与Na+-K+ 泵的亚基同源，每一泵单位 约10个跨膜螺旋，与胞内钙调蛋白结合调节其活 性
质子泵
P型质子泵：真核细胞膜 V型质子泵：溶酶体膜和液泡膜 H+-ATP酶：顺浓度梯度，线粒体内膜，类囊体膜和细菌
质膜
在动物、植物细胞由载体蛋白介导的协同运输异同点的比较
调节型胞吐途径：蛋白分选由高尔基体反面 管网区受体类蛋白决定
BACK
第二节 细胞通信与信号传递
细胞通讯与信号传递 通过细胞内受体介导的信号传递 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合
信息
一、细胞通讯与信号传递
道
主动运输(active transport)
●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 ●类型：
由ATP直接提供能量的主动运输 钠钾泵 钙泵 质子泵
协同运输(cotransport) 由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用
物质的跨膜转运与膜电位
钠钾泵(Na+-K+ pump)
动物细胞 1/3-2/3能量用于细胞内外Na+-K+ 浓度 和二亚基组成， 亚基120kD， 亚基50kD 亚基Asp磷酸化与去磷酸化 1ATP转运3 Na+和2K+ 抑制剂：乌本苷 促进：Mg2+和膜脂 作用：保持渗透平衡
载体蛋白(carrier proteins)及其功能
与特定溶质分子结合，通过一系列构象变化 介导溶质分子的跨膜转运
通透酶，但改变平衡点，加速物质沿自由能 减少方向跨膜运动的速率
2014细胞生物学复习题
2014年细胞生物学复习题第七章细胞质基质与内膜系统1.试述泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解的机制。
泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解机制是识别并降解错误折叠或不稳定蛋白质的机制。
其中，蛋白酶体是细胞内降解蛋白质的大分子复合体，富含ATP依赖的蛋白酶活性。
泛素是由氨基酸残基组成的小分子球蛋白，普遍存在与真核细胞中。
在蛋白质降解过程中，多个泛素分子共价结合到含有不稳定氨基酸残基的蛋白质N端，更常见的是与靶蛋白赖氨酸残基的ε氨基相连接。
然后带有泛素化标签的蛋白质被蛋白酶体识别并降解，通过该途径降解的蛋白质大体包括两大类：一是错误折叠或异常的蛋白质；二是需要进行存量调控和不稳定的蛋白质。
蛋白质的泛素化需要多酶复合体发挥作用，通过3种酶的先后催化来完成，包括泛素活化酶（E1）、泛素结合酶（E2，又称泛素载体蛋白）和泛素连接酶（E3）。
泛素化过程涉及如下步骤：（1）泛素活化酶E1通过形成酰基-腺苷酸中介物使泛素分子C端被激活，该反应需要ATP；（2）转移活化的泛素分子与泛素结合酶E2的半胱氨酸残基结合；（3）异肽键形成，即与E2结合的泛素羧基和靶蛋白赖氨酸侧链的氨基之间形成异肽键，该反应由泛素连接酶E3催化完成。
重复上述步骤，形成具有寡聚泛素链的泛素化靶蛋白。
泛素化标签被蛋白酶体帽识别，并利用ATP水解提供的能量驱动泛素分子的切除和靶蛋白解折叠，去折叠的蛋白质转移至蛋白酶体核心腔内被降解。
当泛素化的靶蛋白其泛素自身的赖氨酸残基也被泛素化时，便形成具有寡聚泛素链的泛素化蛋白。
2.试述高尔基体的结构及其功能。
高尔基体是有极性的细胞器，面向细胞核扁囊弯曲成凸面称形成面（forming face）或顺面（cis face），面向质膜的凹面（concave）称成熟面（mature face）或反面（trans face）高尔基体的结构由三部分组成：（1）顺面管网状结构(CGN) 和顺面膜囊（cis膜囊）：该区域接受来自内质网新合成的物质并将其分类后大部分转入高尔基体中间膜囊，少部分蛋白质与脂质再返回内质网。
07-3-细胞内受体介导的信号转导
12.3 细胞内受体介导的信号传递同学们好！前面我介绍细胞信号转导系统的构成要素时，已经讲过，受体可分为细胞膜受体和细胞内受体。
细胞内受体包括细胞质受体和核内受体，由于大多数细胞质受体在活化之后会转移到细胞核，因此，我们通常把细胞内受体统称为核受体。
还有少数非核受体的细胞质受体，如一氧化氮(NO)受体。
细胞内受体接收一些亲脂性信号分子，这些信号分子可直接通透细胞膜，无需特别的跨膜信号转导机制，就可到细胞内找到并结合相应的胞内受体，传递信号，引起细胞效应。
下面我们就着重讲一下核受体介导的信号通路和NO介导的信号通路。
一、核受体信号通路人细胞中已发现48个核受体。
核受体的配体包括雌激素和孕激素等类固醇激素，以及视黄醇和甲状腺素等脂溶性信号分子。
核受体可区分为I型核受体和II型核受体，它们介导的信号通路有一定差异。
1、I型核受体信号通路。
在这一信号通路中，I型核受体通常在胞质中与分子伴侣热休克蛋白90(简称HSP90)结合处于失活状态。
当雄激素、雌激素和孕激素等激素进入细胞，与受体结合，引起HSP90与受体解离，受体分子将形成二聚体，暴露核定位信号，即可迁移到细胞核内。
入核后，激素-受体复合物借助DNA结合结构域(DBD)，与DNA中的激素响应元件(HRE)发生特异性结合，并招募转录共激活因子，激活目的基因的表达。
2、II型核受体信号通路。
在这一信号通路中，II型核受体已经定位在核内，并与DNA 中的特定HRE结合，只不过还结合有转录共抑制因子，使之处于失活状态。
当视黄醇、维甲酸、维生素D和甲状腺素等脂溶性配体扩散入核与受体结合形成复合体后，将招募转录共激活因子替换转录共抑制因子，从而激活目的基因的表达。
类固醇激素诱导的基因活化通常分为两个阶段：1）快速的初级反应阶段，直接激活少数特定基因转录；2）延迟的次级反应阶段，初级反应阶段的基因表达产物再激活更多基因表达，是对初级反应的持续放大。
核受体信号通路在细胞的增殖、分化等生命活动中发挥着重要调控作用。
了解细胞内物质运输和细胞信号传导
了解细胞内物质运输和细胞信号传导细胞是构成生物体的基本单位，维持着生命活动的正常进行。
细胞内物质运输和细胞信号传导是细胞内重要的生物过程，它们负责将物质和信息在细胞中传递，从而调控细胞的功能和相互之间的配合。
本文将从细胞内物质运输和细胞信号传导两个方面进行探讨。
一、细胞内物质运输细胞内物质运输是指细胞内各种物质通过细胞器间膜系统的运输网络，在细胞内进行有序的转运和分配。
1. 核糖体合成细胞核内的基因信息需要转录成RNA，并进一步翻译成蛋白质。
这一过程涉及了核糖体的合成和运输。
核糖体是细胞中合成蛋白质的关键器官，它由核糖体RNA (rRNA) 和蛋白质组成。
核糖体的合成和组装发生在细胞核内，然后通过核孔运输至细胞质中。
2. 内质网运输内质网是一种由膜系统形成的细胞质器，参与了蛋白质的合成和折叠过程。
新合成的蛋白质通过内质网上的核糖体结合蛋白复合物 (SRP) 导入到内质网腔中，随后进行二级结构的形成和修饰。
经过折叠和修饰的蛋白质，通过内质网上的包裹泡泡结构运输到高尔基体。
3. 高尔基体和囊泡运输高尔基体是一种细胞质器，参与了细胞内物质的修饰、分类和分泌。
通过高尔基体和囊泡的运输，细胞内分泌物质被分泌到胞外或者转运到其他细胞器。
通过高尔基体和囊泡运输可以实现细胞内物质的定向运输和细胞内信号的传递。
二、细胞信号传导细胞信号传导是细胞接收外界刺激信号并传递到细胞内部的过程，它是细胞对环境变化和刺激做出生理反应的重要途径。
1. 膜受体介导的信号传导细胞膜上存在多种受体，包括离子通道、酶联受体和G蛋白偶联受体等，这些受体可以感知外界的多种化学信号和物理刺激。
当外界信号分子与受体结合后，受体发生构象变化，进而启动下游信号通路，调控细胞内的生物活性。
2. 细胞核内信号传导一些信号分子可以穿过细胞膜，进入细胞质并进一步进入细胞核，直接影响基因的表达。
例如，环境中的激素可以通过这种方式调节细胞功能。
激素进入细胞核后与激素受体结合，形成激素-受体复合物，与DNA结合并激活或抑制特定的基因转录。
细胞通讯
3.细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通。
二、细胞通讯的反应过程
细胞通讯中有两个基本概念: 信号传导(cell signalling)：强调信号的产 生与细胞间传送。 信号转导(signal transduction)：强调信号 的接收与接收后信号转换的方式和结果。
细胞识别定义：
指细胞通过其表面的受体与胞外信号分子( 配体)选择性的相互作用.从而导致胞内一系 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。 细胞识别是细胞通讯的一个重要环节.
ATP 激活的 A激酶：cAMP依赖性蛋白质激酶 A激酶
cAMP
无活性的 A激酶
(cAMP-dependent protein kinase, cAPK)
刺
无活性磷 酸化酶激酶
ATP
ADP
激活的磷 酸化酶激酶
激 糖
磷酸化激 活的糖原 磷酸化酶
原
ATP ADP
无活性糖 原磷酸化酶
降
解
过
糖原
葡萄糖1-磷酸
激活的Ras蛋白
GTP GDP
信号传送方向
细胞增殖
Ras蛋白在受体酪氨酸激酶所激起的磷酸化级联反应中的作用图解
（2）开关蛋白的活性由蛋白激 酶使之磷酸化而开启，由蛋 白磷酸酶使之去磷酸化而关 闭。
Fischer
Krebs
开关蛋白
接受信号
关
P
ATP 激酶催化磷 酸化，信号 蛋白活化
ADP
磷酸酶催化 去磷酸化， 信号蛋白失 活
失活的靶蛋白
过程
亚基结合腺苷酸环化酶，产生cAMP；受体 蛋白脱去配基后回复至原来构象。
α 亚基水解GTP为GDP，回复至原来构象， 并从腺苷酸环化酶上脱落下来；与β γ 亚 基重新结合成Gs蛋白。
细胞信号通路
细胞信号通路细胞信号通路是指细胞内外的信号通过一系列的分子组分和反应传递到细胞内部，从而引发特定的细胞行为或功能变化的一种分子通讯系统。
细胞信号通路在生物体内起着至关重要的作用，调控细胞生长、分化、凋亡等多种生物学过程。
本文将介绍细胞信号通路的基本原理、主要组分以及一些常见的信号通路。
一、细胞信号通路的基本原理细胞信号通路的基本原理是信息的传递和调控。
外界的刺激物质，如荷尔蒙、生长因子、细胞因子等，会与细胞膜上的受体结合，激活受体，并通过受体激活内部的信号分子，最终引发细胞内的生物学响应。
这个过程通常可以分为三个步骤：信号的传导、信号的放大和信号的传递。
1. 信号的传导：外界刺激物质与细胞膜上的受体结合，形成受体-激活态复合物。
这个过程是通过受体的构象变化或受体内的酶活性激活来完成的。
2. 信号的放大：激活的受体在细胞内部会引发一系列的酶活化反应，从而放大信号。
这些反应通常包括酶的磷酸化、级联反应等。
3. 信号的传递：放大后的信号将通过一系列的分子相互作用传递到细胞内部的效应器上，触发特定的生物学响应。
效应器可以是细胞核、细胞质或细胞膜上的一些酶和受体。
二、细胞信号通路的主要组分细胞信号通路涉及多种组分，包括受体、信号分子、效应器等。
1. 受体：受体是细胞信号通路中的关键组分，它们位于细胞表面或细胞内部。
受体可以分为膜受体和细胞内受体两类。
膜受体通常是跨膜蛋白质，受体的外部结构与信号分子结合，激活内部的酶活性或与其他蛋白质产生相互作用。
细胞内受体则位于细胞内部，通常是转录因子，可以直接激活或抑制目标基因的表达。
2. 信号分子：信号分子是将外界刺激传递到细胞内部的关键介质。
信号分子可以是荷尔蒙、神经递质、生长因子、细胞因子等。
它们通过与受体结合激活信号通路，从而引发细胞内的生物学响应。
3. 效应器：效应器是细胞信号通路中的最终执行者，它们负责将信号转化为具体的生物学效应。
效应器可以是细胞核内的转录因子，调控基因表达；也可以是细胞膜上的酶和受体，介导细胞对外界刺激的响应；还可以是细胞质中的酶，参与代谢过程。
第四章细胞信号传导练习题(附答案)
第四章细胞信号传导练习题一、选择题A型题1.通过胞内受体发挥作用的信息物质为A．乙酰胆碱 B．γ-氨基丁酸C．胰岛素 D．甲状腺素 E．表皮生长因子2.绝大多数膜受体的化学本质为A．糖脂 B．磷脂 C．脂蛋白 D．糖蛋白 E．类固醇3细胞内传递信息的第二信使是A．受体 B．载体 C．无机物 D．有机物 E.小分子物质4.下列哪项不是受体与配体结合的特点C．高度专一性 B．高度亲和力C．可饱和性 D．不可逆性 E.非共价键结合5.通过膜受体起调节作用的激素是A．性激素 B．糖皮质激素C．甲状腺素 D．肾上腺素 E．活性维生素D36．下列哪项是旁分泌信息物质的特点A．维持时间长 B．作用距离短C．效率低 D．不需要第二信使 E．以上均不是7．胞内受体的化学本质为A．DNA结合蛋白 B．G蛋白 C．糖蛋白 D．脂蛋白 E．糖脂8．下列哪种受体是催化型受体A．胰岛素受体 B．生长激素受体C．干扰素受体 D．甲状腺素受体 E．活性维生素D受体3与相应受体结合后，可使胞浆内哪种离子浓度升高9．IP3- D．Ca2+ E．Mg2+A．K+ B．Na+ C．HCO310．在细胞内传递激素信息的小分子物质称为A．递质 B．载体 C．第一信使 D．第二信使 E．第三信使11．影响离子通道开放的配体主要是A．神经递质 B．类固醇激素C．生长因子 D．无机离子 E．甲状腺素12．cGMP能激活A．磷脂酶C B．蛋白激酶AC．蛋白激酶G D．酪氨酸蛋白激酶 E．蛋白激酶C13．cAMP能别构激活A．磷脂酶A B．蛋白激酶AC．蛋白激酶C D．蛋白激酶G E．酪氨酸蛋白激酶14．不属于细胞间信息物质的是A．一氧化氮 B．葡萄糖 C．甘氨酸 D．前列腺素 E．乙酰胆碱15．激活的G蛋白直接影响A．蛋白激酶A B．蛋白激酶CC．蛋白激酶G D．磷脂酶A E．磷脂酶C16．G蛋白是指A．蛋白激酶A B．鸟苷酸环化酶C．蛋白激酶G D．生长因子结合蛋白-2 E．鸟苷酸结合蛋白17．小G蛋白包括A．G蛋白的亚基 B．生长因子结合蛋白-2C．蛋白激酶G D．Ras蛋白 E．Raf蛋白18．有关细胞内信息物质的错误叙述是A．细胞内信息物质组成多样化B．无机离子也可以是一种细胞内信息物质C．细胞内信息物质绝大部分通过酶促级联反应传递信号D．信号转导蛋白分子多为原癌基因产物E．细胞内受体是激素作用的第二信使19．在信息传递过程中，产生第二信使的激素是A．糖皮质激素 B．雌二醇C．5β-羟基睾酮 D．醛固酮 E．促肾上腺皮质激素20．在信息传递过程中不产生第二信使的物质是A．肾上腺素 B．胰高血糖素C．甲状腺素 D．促肾上腺皮质激素 E．促性腺激素21．与G蛋白偶联的受体是A．环状受体 B．七次跨膜受体C．催化性受体 D．细胞核内受体 E．细胞浆内受体22．PKA所磷酸化的氨基酸主要是A．酪氨酸 B．甘氨酸C．酪氨酸/甘氨酸 D．甘氨酸/丝氨酸 E．丝氨酸/苏氨酸23．肾上腺素与膜受体结合，激活G蛋白后能A．激活鸟苷酸环化酶 B．抑制鸟苷酸环化酶C．激活腺苷酸环化酶 D．抑制腺苷酸环化酶 E．激活磷脂酶C 24.容易发生磷酸化与去磷酸化的氨基酸是A．Gly,Ser,Val B．Thr,Ser,TyrC．Ala,Ile,Leu D．Phe,Thr,Val E．Tyr,Val,Gly25．G蛋白的α亚基具有何种酶活性A．GTP酶 B．ATP酶 C．TTP酶 D．CTP酶 E．UTP酶26．与G蛋白活化密切相关的核苷酸是A．ATP B．CTP C．GTP D．TTP E．UTP27．胰岛素受体具有蛋白激酶活性，它属于A．蛋白激酶A B．蛋白激酶CC．蛋白激酶G D．酪氨酸蛋白激酶 E．Ca2+-CaM激酶28．可以直接激活蛋白激酶C的是A．cAMP B．cGMP C．IP3 D．PIP2E．DAG29．蛋白激酶的作用是使蛋白质发生A．脱磷酸 B．磷酸化 C．酶促水解 D．促进合成 E．甲基化30．不属于第一信使的物质是A．乙酰胆碱 B．多巴胺 C．前列腺素 D．Ca2+ E．胰岛素31．不属于第二信使的物质是A．cAMP B．cGMP C．IP3D．Ca2+ E．胰岛素32．受体的特异性取决于A．受体与G蛋白分子的构象 B．受体与细胞膜分子的构象C．受体与配体的构象 D．细胞膜的选择通透性 E．受体的类型33．G蛋白具有哪种酶活性A．蛋白酶 B．GTP酶 C．ATP酶 D．氧化酶 E．RNA酶B型题A．cGMP依赖的蛋白激酶B．酪氨酸蛋白激酶C．cAMP依赖的蛋白激酶D．Ca2+-磷脂依赖的蛋白激酶E．Ca2+-钙调蛋白依赖的蛋白激酶34．蛋白激酶A是35．蛋白激酶C是36．蛋白激酶G是37．包括受体型和非受体型的蛋白激酶是38．能激活腺苷酸环化酶和环腺苷酸磷酸二酯酶的是A．胰高血糖素 B．胰岛素 C．甲状腺素 D．肾上腺素 E．生长激素39．抑制腺苷酸环化酶，激活磷酸二酯酶的激素是40．可以通透细胞膜并与细胞内受体相结合的激素是A．cAMP B．cGMP C．ATP D．GTP E．ADP41．腺苷酸环化酶的底物是42．鸟苷酸环化酶的底物是43．PKA的别构激活物是D．Ca2+ E．DAGA．cAMP B．cGMP C．IP344．心钠素的第二信使是45．NO的第二信使是46．肾上腺素的第二信使是47．促进内质网和肌浆网向胞浆释放钙的第二信使是A．DNA 结合蛋白B．鸟苷酸结合蛋白C．钙结合蛋白D．补体4b结合蛋白E．cAMP应答元件结合蛋白48．G蛋白是49．CaM是50．胞内受体是A．细胞膜 B．细胞液 C．细胞核 D．线粒体 E．内质网51．可溶性鸟苷酸环化酶位于52．细胞内的钙离子储存于53．雌激素受体位于A．cAMP B．cGMP C．Ca2+ D．PIPE．K+254．激活蛋白激酶A需55．激活蛋白激酶C需56．激活蛋白激酶G需X型题57．通过G蛋白偶联通路发挥作用的是A．胰高血糖素 B．肾上腺素 C．甲状腺素D．促肾上腺皮质激素 E．抗利尿激素58．细胞因子发挥生物学作用的方式包括A．内分泌 B．外分泌 C．旁分泌 D．突触分泌 E．自分泌59．激动型G蛋白被激活后可以直接激活A．腺苷酸环化酶 B．磷脂酰肌醇特异性磷脂酶CC．蛋白激酶A D．蛋白激酶G E．鸟苷酸环化酶60．受体与配体结合的特点包括A．高度专一性 B．高度亲和力C．可饱和性 D．可逆性 E 特定的作用模式61．常见的调节受体活性的机制包括A．磷酸化作用 B．脱磷酸化作用C．膜磷脂代谢的影响 D．酶促水解作用 E．G蛋白的调节62．能与GDP/GTP结合的蛋白质是A．G蛋白 B．Raf蛋白 C．Rel A蛋白 D．Grb-2蛋白 E．Ras蛋白63．与配体结合后，自身具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体是A．胰岛素受体 B．表皮生长因子受体C．血小板衍生生长因子受体 D．生长激素受体 E．干扰素受体64．胞内受体的激素结合区能A．与配体结合 B．与G蛋白偶联C．与热休克蛋白结合 D．使受体二聚体化 E．激活转录65．磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C可以使磷脂酰肌醇4，5-二磷酸水解产生A．cAMP B．cGMP C．DAG D．IP3E．花生四烯酸66．G蛋白的特点包括A．是鸟苷酸结合蛋白 B．各种G蛋白的功能差别主要是在α亚基C．α亚基本身具有GTP酶活性 D．三聚体G蛋白具有ATP酶活性E．二聚体G蛋白是抑制型G蛋白67．与Ras活化有关的蛋白质或核苷酸是A．SOS B．Grb-2 C．GTP D．CTP E．Raf68．激素的第二信使包括A．Ca2+ B．PIP2 C．DAG D．cAMP E．IP369．蛋白质分子中较易发生磷酸化的氨基酸是A．Gly B．Ser C．Thr D．Tyr E．Phe 70．细胞内环核苷酸增加可直接激活A．AC B．PKA C．PKC D．PKG E．GC71．涉及第二信使的细胞信号转导途径包括A．PKA途径 B．PKC途径 C．PKG途径 D．TPK途径 E．NF-κB途径答案：DDEDDBAADD ACBBEEDEEC BECBACDEBD ECBCDABEBC CDABBACBCA BECACB ABDE ACE ABE ABCDE ABCDE AE ABC ACDE CD ABC ABC ACDE BCD BD ABCE（二）名词解释1.受体（receptor）位于细胞膜上或细胞内能特异识别配体并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。
简述细胞的信号转导方式
细胞的信号转导是指外界信号通过细胞膜传递到细胞内部，触发一系列生化反应和细胞功能的调控过程。
细胞的信号转导可以通过多种方式进行，其中常见的几种方式包括：
1.直接通透型信号转导：某些小分子信号物质（如气体一氧化氮）、离子（如钙离子）或
水溶性小分子可直接穿过细胞膜，与胞浆内的靶分子发生作用，并触发相应的信号转导反应。
2.膜受体介导的信号转导：大部分信号分子无法直接通过细胞膜，而是通过与细胞膜上特
定的受体结合来传递信号。
这些受体可以是离子通道、酪氨酸激酶、鸟苷酸环化酶等类型的膜受体。
当信号分子与受体结合后，受体会激活下游的信号传递通路，如激活蛋白激酶级联反应或次级信号分子的释放，从而引发细胞内的信号转导。
3.细胞间接触介导的信号转导：有些细胞间信号传递是通过直接接触实现的。
例如，细胞
间的黏附分子可以通过细胞-细胞或细胞-基质之间的物理接触来传递信号。
这种方式通常使细胞与周围环境相互作用，调控细胞的形态、迁移和生长等过程。
4.核内受体介导的信号转导：某些脂溶性信号分子（如类固醇激素和甲状腺激素）可以通
过穿过细胞膜进入细胞，并与细胞核内的核受体结合。
与核受体结合后，信号分子与核受体复合物进入细胞核，影响特定基因的转录和表达，从而调控细胞功能。
这些信号转导方式可以单独存在，也可以相互作用，共同调节细胞的功能和生理过程。
不同的信号转导方式在细胞内部形成了复杂的网络，以确保信号的准确传递和细胞功能的精确调控。
受体介导的细胞信号途径
受体介导的细胞信号途径细胞通信是生物学中的重要概念之一，指的是细胞间或细胞和外界之间传递信息的过程。
这个复杂而精密的信号传递过程，通过各种受体介导的细胞信号途径而实现。
受体是细胞表面或内部的蛋白质，它们通过与信号分子结合，触发一系列的化学或电信号来控制生理和生化反应。
这种信号传导途径包括离子通道、酶耦联受体和G蛋白偶联受体等。
离子通道是一种跨膜蛋白质，可以通过允许离子通入或出细胞的方式进行细胞信号传导。
可控制细胞内钠、钾、钙、盐酸和甚至水的浓度。
离子通道对于神经系统的正常运行十分重要，它们负责传递电信号，控制身体的运动和思考。
酶耦联受体包括激酶和磷酸酶，它们用于媒介特定的信号传导过程。
当把一个信号分子与酶耦联受体上的激酶部分连接时，激酶会传递其蛋白结构中的信息，从而使一个嵌入在膜上的蛋白质激活。
一旦受体的激酶活化，它就会开始磷酸造斥其他蛋白质，从而传递信息进一步引起反应。
G蛋白偶联受体通过协助有关蛋白质磷酸化活动而实现其功能。
这一类型的信号传递途径涉及一个受体、一个G蛋白和一个酶。
当信号分子与这种受体相连接时，G蛋白会从激活并释放出来，随后激活腺苷酸酶，这引发一连串的反应，从而引发某些生物过程的反应。
基于特定的受体介导方式，人们已经发现了几种不同的信号途径。
这些路径包括周期性腺苷酸酶、蛋白激酶C、磷脂酰肌醇等。
周期性腺苷酸酶的信号传递方式，是指受体与内部的G蛋白偶联，并随后促进细胞内cAMP（环磷酸腺苷）的阶段性合成，以此引发一系列反应。
蛋白激酶C途径则主要涉及酶耦联受体，其作用机制类似于之前描述的酶浸润受体的途径。
蛋白激酶C的激活后导致蛋白结构改变，使其促进特定信息的转移从而引发反应。
磷脂酰肌醇途径是另一类重要的细胞信号传递途径。
当细胞受到外部刺激时，激酶被激发并使磷脂酰肌醇转化为二磷酸肌醇。
这一过程激活特异性蛋白结合区，进而引导钙离子进入细胞并激发其他草案细胞反应的发生。
总的来说，了解受体介导的细胞信号途径对于理解机体的生理和病理机制具有重要意义。
细胞信号传导简介
信号转导的两种基本模式
一、接触依赖信号：细胞间有直接接触 通过细胞间隙连接通道，让离子或代谢物直
接穿过 通过信号发送细胞的膜表面蛋白与靶细胞膜
表面的受体蛋白结合
二、分泌信号分子： 内分泌 旁分泌 自分泌 神经元突触
7
内分泌：近或远距离细胞间的信号传递 信号分子在血液或组织液中浓度很低（10-12～10-9M）
20
G蛋白
GTP结合蛋白，通过与GTP/GDP结合状态的 转换来调控活性的蛋白。
分为多亚基G蛋白（经典G蛋白、大G蛋白） 和单体小分子量G蛋白两类。
21
经典G蛋白
与G蛋白偶联受体连接的异源三体G蛋白，有a、 b、γ 三个亚基组成。
a亚基含有鸟苷结合位点，且具有内源性GTP酶 活性；
b、γ 两个亚基紧密连接
如：白细胞介素（IL）、干扰素（IFN）、肿瘤坏死因 子（TNF）等；
特点：其受体本身都不具有激酶活性
13
细胞外界因子/信号
激素：由远离靶器官的各种特殊内分泌细胞 分泌，随血液运输到身体各部位。
根据化学组成可分为甾体类激素（类固醇）和 肽激素。
14
细胞外界因子/信号
甾体类激素（亲脂性） 如：性激素 糖皮质激素（调节蛋白质、糖、脂类代谢） 盐皮质激素（调节体内盐平衡）
22
经典G蛋白
G蛋白两种构象：活化 型（与GTP结合）、非 活化型 （与GDP结合）
活化过程为G蛋白循环
23
经典G蛋白通路---PKA途径
效应分子---腺苷酸环化酶（AC） 有的a亚基（ as）可以激活AC 有的a亚基（ ai）可以抑制AC
第二信使---cAMP AC能催化ATP生成环状AMP（ cAMP ）
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不同的激素－受体复合物结合于不同的激素反应元件 （见表)。结合于激素反应元件的激素－受体复合物再与位于 启动子区域的基本录因子及其它的转录调节分子作用，从而 开放或关闭其下游基因。
胞内受体多为DNA结合蛋白，存在于细胞质或细胞核中，能调节基因的转录， 从而控制相应蛋白质的表达。能与此型受体结合的物质有类固醇激素、甲状 腺素等，这些激素都是脂溶性激素。图3显示激素穿越细胞膜和核膜与核内受 体结合，激素-受体复合物结合到DNA上，调节相应基因的转录，产生相应的 激素效应。
NO合酶催化NO的形成
■ NO的信使作用 内皮细胞中NO合酶被Ca2+离子激活后可利用精氨酸生成NO.NO能够跨过细胞
质膜扩散到邻近的平滑肌细胞，并将鸟苷酸环化酶激活，该酶催化GTP生成 cGMP.cGMP是非常重要的第二信使，可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。
NO 和cGMP的信号转导途径 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在100年前就使用硝化甘油 处理心绞痛的病人（这种绞痛是由血液不适当地流向心肌引起的）。硝化甘油在体内 转化成NO，它可以使血管松弛。减轻心脏的工作压力，减少心肌对氧的需 要。
【NO的主要生理意义】 1 . 有效扩张血管，抑制血管壁增厚变硬，维护心脏和冠状动脉的健康。 2 . 防止脂肪沉淀物、血小板附于血管壁，减少血管阻塞的机会，减少心脏病和中风 发生率。 3 . 放松动脉，有助于维持正常血压。 4 . 有效促进大脑血液循环，以增进长期记忆力。 5 . 提高男性生殖器血液流量，使之勃起。 6 . 阻止癌细胞的繁殖。 7 . 降低血清胆固醇水平和防止LDL（坏胆固醇）氧化。 8 . 有助于预防痔疮及帮助其愈合。 9 . 帮助调节胰岛素分泌，改善糖尿病。 10 . 一氧化氮是免疫系统对付细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效“武器”。
脂溶性化学信号(如类固醇激素、甲状腺素、前列腺素、 维生素A及其衍生物和维生素D及其衍生物等)的受体位于细 胞浆或细胞核内。激素进入细胞后，有些可与其胞核内的受 体相结合形成激素-受体复合物,有些则先与其在胞浆内的受 体结合,然后以激素-受体复合物的形式进入核内。
这些受体均属于转录因子，并具有锌指结构作为其DNA结 合区。在没有激素作用时，受体与热休克蛋白(Heat shock proteins, Hsps,)形成复合物，因此阻止了受体向细胞核的移 动及其与DNA的结合。当激素与受体结合后，受体构象发生 变化，导致热休克蛋白与其解聚，暴露出受体核内转移部位 及DNA结合部位，从而激素受体复合物向内转移，并结合于 DNA上特异基因邻近的激素反应元件(hormone response element, HRE)上(见图)。
类固醇激素与核内受体结合后，可使受体的构象发生改变， 暴露出DNA结合区。在胞液中形成的类固醇激素-受体复合物以 二聚体形式穿过核孔进入核内。在核内，激素-受体复合物作为 转录因子与DNA特异基因的激素反应元件结合，从而使特异基 因易于（或难于）转录。
甲状腺素进入靶细胞后，能与胞内的核受体结合，甲状腺素 -受体复合物可与DNA上的甲状腺素反应元件（TRE）结合，调 节许多基因的表达。此外，在肾、肝、心及肌肉的线粒体内膜 上也存在甲状腺素受体，结合后能促进线粒体某些基因的表达， 可能与甲状腺素可加速氧化磷酸化有关。
通过细胞内受体介导的信号传递
● 甾类激素介导的信号通路两步反应阶段：
初级反应阶段：直接活化少数特殊基因转录的，发生
迅速； 次级反应：初级反应产物再活化其它基因产生延迟的 放大作用。 ●一氧化氮介导的信号通路
主讲人：李兵 囤景鑫
细胞内受体的信号转导机理 （A）细胞内受体蛋白作用模型 （B）几种胞内受体蛋白超家族成员
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