15-第九章 细胞间通讯与信号转导-1
第九章 细胞信号转导-2013课件
G蛋白的种类
已发现人类G蛋白的α亚基编码基因27种,β亚基基因 5种、γ亚基基因13种.
根据对效应酶AC（腺苷酸环化酶）的作用差异分为
Gs型G蛋白：
Gi型G蛋白：
另外有Gt，Gg, Go, Gq
相应的受体分为：Rs， Ri
二
G蛋白耦连受体所介导的细胞信号通路
主要包括: 1. 激活离子通道的G蛋白耦联受体介导的信号通路 2. 以cAMP为第二信使的信号通路 3. 激活磷脂酶、以IP3和DAG为双信使的磷脂酰肌醇 信号通路
第二信使（second messenger）
已经发现的第二 信使有: cAMP, Ca2+, cGMP, IP3, DG等
获1971年诺贝尔医学与生理学奖
分子开关（molecular switches）
调节细胞信号的激活/失活机制的蛋白
细胞内的分子开关蛋白分为两类: 1.活性由蛋白磷酸化/去磷酸化调节 2.活性由结合GTP/GDP调节
G蛋白耦联受体
－7次跨膜蛋白，胞外结构域识别信号分子，胞 内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在
胞内产生第二信使。
－类型：①多种神经递质、肽类激素和趋化因
子受体 ②味觉、视觉和嗅觉感受器。
－相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。
细胞内受体
甾体类激素 甲状腺素 气体分子 的受体
第一信使：水溶性信号分子（如神经递 质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信 号转换机制实现信号传递，称第一信使。
2。细胞内信号蛋白的相互作用， 由蛋白质模式结合域特异性介导
信号蛋白之间通过蛋白质模式结构域的特异性介导
3. 信号转导系统的主要特性
特异性
放大作用
网络化与反馈调节机制
细胞间的信息通讯
. 第九章细胞间通讯与信号转导第一节细胞通讯一．信号转导：针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程。
二．细胞间联络的三种方式：（一）细胞间隙连接：是细胞间的直接通讯方式。
相邻细胞间存在着连接蛋白构成的管道结构——连接子。
生物学意义：相邻的可以共享小分子物质，因此可以快速和可逆的促进。
相邻细胞对外界信号的协同反应。
（二）膜表面分子接触通讯细胞质膜的外表面存在的蛋白质或糖蛋白、蛋白聚糖分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分子特异性的相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调。
这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯。
例如：T淋巴细胞和B淋巴细胞的相互作用。
黏附分子的相互作用。
黏附分子：细胞表面的整合蛋白、钙粘蛋白和免疫球蛋白超家族等分子都可以通过其蛋白质或糖链部分与另一细胞的同类或不同类分子相互识别并结合，使得两个细胞黏附在一起，因此将这些分子称为黏附分子。
（三）化学信号介导的通讯多细胞生物与邻近细胞或相对较远距离的细胞之间的信息交流主要是由细胞所分泌的化学物质，如蛋白质或小分子有机化合物所完成的。
这些分子称为化学信号。
他们作用于周围或距离较远的其他种类细胞（靶分子），调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。
是间接的细胞通讯，是细胞间的相互联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化学信号介质进行调控。
第二节细胞信号转导机制概述外源信号---受体---细胞内多种生物分子的浓度、活性、位置变化---细胞应答反应。
一．信号必须经由受体发挥作用二．信号转导分子负责信号在细胞内的传递和转换（一）第二信使：细胞的信号转导过程是由一个复杂的网络系统完成的。
这一网络系统的结构基础是一些关键的蛋白质分子和一些小分子活性物质，其中的蛋白质分子常被称为信号转导分子，小分子活性物质常被称为第二信使。
（二）蛋白激酶与蛋白磷酸酶是蛋白质活性的开关系统蛋白质的磷酸化修饰是体内蛋白质类物质活性快速调节的重要方式之一。
蛋白激酶（PK）催化A TP分子中的r-磷酸基团转移至蛋白质分子中的羟基的反应。
细胞间通讯与信号转导
细胞间通讯与信号转导细胞间通讯与信号转导1细胞间信息物质（第一信使）：凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称细胞间信息物质。
包括：神经递质、内分泌激素、局部化学介质和气体信号。
2细胞内信息物质：在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内化学物质。
3第二信使：通常将Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代谢产物这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。
4第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使。
是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录，因此又称为DNA结合蛋白。
一、细胞通讯1细胞间隙连接通讯2膜表面分子接触通讯3化学信号介导的通讯二、信号转导：细胞针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程。
1信号必须经由受体发挥作用⑴受体：是位于细胞膜或细胞内能特异识别和结合配体的生物大分子，其化学本质为蛋白质。
⑵分类：①细胞表面受体：离子通道受体；G-蛋白偶联受体；酶偶联受体。
②细胞内受体⑶离子通道受体：横跨于细胞膜上的、由多个亚基构成的寡聚蛋白，具有离子通道功能。
这类受体接受特异配体（神经递质）并发生相互作用后，可以开启离子通道，促使离子跨膜流动，产生动作电位，将信号下传。
G-蛋白偶联受体：横跨于细胞膜的单链糖蛋白。
当受体接受配体并发生相互作用后，必须要有G蛋白作为中介物，才能将信号传递给膜中效应蛋白（酶）。
受G-蛋白调节的效应蛋白（酶）主要有腺苷酸环化酶（AC）、cGMP依赖性磷酸二酯酶、磷脂酶C和离子通道等。
腺苷酸环化酶催化A TP环合成cAMP；磷脂酶C催化PIP2水解产生IP3和DAG；cGMP依赖性磷酸二酯酶催化cGMP分解而灭活。
细胞内受体：存在于胞浆和胞核内的类固醇激素和甲状腺激素等脂溶性信息分子的受体。
胞内受体包括四个区域：高度可变区、DNA结合区、铰链区和激素结合区。
⑷受体与配体结合的特点：高度专一性、高度亲和力、可饱和性、可逆性和特定的作用模式。
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。
第9章 细胞通讯和信号转导1
These signal molecules work in combinations to regulate the behavior of the cell. Cells respond to stimuli via cell signaling
(2) Different cells can respond differently to the same extracellular signal molecule
A. 肠道细菌与小肠上皮细胞通过细胞绒毛互相进行信息交流。 B. 小菌落酵母菌（交配型A）同正常的酵母菌（交配型a）通 过分泌的交配因子互相识别，并杂交形成二倍体合子Aa。
细胞通讯的方式
接触依赖型：缝隙连接型和受体介导 旁分泌型 突触型 自分泌型
短距离通讯
内分泌型
长距离通讯
细胞信号转导
一氧化氮／环鸟苷磷酸途径
Intracellular signaling pathway of nitric oxide
The mechanism by which acetylcholine stimulation of the endothelial cells leads to smooth muscle relaxation also explains the mechanism of action of the chemical nitroglycerin. The drug sildenafil, sold under the trade name Viagra, is an inhibitor of a cyclic GMP-specific phosphodiesterase that normally catalyzes the breakdown of cyclic GMP.
细胞通讯和细胞信号转导
PKA系统的信号转导
PKA系统（protein kinase A system，PKA）是G蛋白偶联系统的一种信号转导途径。信号分子作用于膜受体后，通过G蛋白激活腺苷酸环化酶, 产生第二信使cAMP后,激活蛋白激酶A进行信号的放大。故将此途径称为PKA信号转导系统。如胰高血糖素和肾上腺素都是很小的水溶性的胺,它们在结构上没有相同之处,并作用于不同的膜受体, 但都能通过G蛋白激活腺苷酸环化酶, 最后通过蛋白激酶A进行信号放大。
PKC系统的信号转导
系统组成与信号分子
系统组成：由三个成员组成:受体、G蛋白和效应物。Gq蛋白也是异源三体,其α亚基上具有GTP/GDP结合位点,作用方式与cAMP系统中的G蛋白完全相同。该系统的效应物是磷酸肌醇特异的磷脂酶C-β(phosphatidylinositol-specific phospholipase C-β, PI-PLCβ),此处的β表示一种异构体。
效应物
G蛋白
作用
腺苷酸环化酶
Gs
激活酶活性
Gi
抑制酶活性
K+离子通道
Gi
打开离子通道
磷脂酶C
Gp
激活酶活性
cGMP磷酸二脂酶
Gt
激活酶活性
表2, 某些G蛋白的功能
在G蛋白偶联信号转导系统中， G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上。一种是静息状态，即三体状态; 另一种是活性状态， G蛋白由非活性状态转变成活性状态，尔后又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环(G protein cycle)。G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联: GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein，GAPs) 鸟苷交换因子(guanine nucleotide-exchange factors，GEFs) 鸟苷解离抑制蛋白(guanine nucleotide-dissociation inhibitors，GDIs)
第九章-细胞信号转导(共53张PPT)
（1）激活靶细胞内具有鸟苷酸环化酶（GC）活性的NO受体。
（2）NO与GC活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，增强酶活性，cGMP水平升高 。
（3）cGMP激活依赖cGMP的蛋白激酶G（PKG），抑制肌动-肌球蛋白 复合物信号通路，导致血管平滑肌舒张。
NO在导致血管平滑肌舒张中的作用
G蛋白偶联受体 的结构图
1234 5
67
G蛋白偶联受体介导无数胞外信号的细胞应答：
包括多种对蛋白或肽类激素、局部介质、神经递质和氨基 酸或脂肪酸衍生物等配体识别与结合的受体，以及哺乳类嗅觉、 味觉受体和视觉的光激活受体（视紫红质）。
哺乳类三聚体G蛋白的主要种类及其效应器
二、G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯 二、信号分子与受体 三、信号转导系统及其特性
一、细胞通讯
细胞通讯（cell communication）：指信号细胞发出的信息（配 体/信号分子）传递到靶细胞并与其受体相互作用，通过细胞信号
转导引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。
（细胞）信号转导（signal transduction）：指细胞将外部信
• IRS1：胰素受体底物
（二）细胞内信号蛋白复合物的装配
• 信号蛋白复合物的生物学意义：细胞内信号蛋白复合物 的形成在时空上增强细胞应答反应的速度、效率和反应的 特异性。
• 细胞内信号蛋白复合物的装配可能有3种不同类型。
细胞内信号蛋白复合物装配的3种类型
• A：基于支架蛋白 B：基于受体活化域 C：基于肌醇磷脂
⑤引发细胞代谢、功能或基因表达的改变；
细胞表面受体（cell-surface receptor）： 位于细胞质膜上，主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子（如多肽类激素、神经递质
第九章-细胞信号转导知识点总结
第九章细胞信号转导细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。
信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。
信号传导强调信号的产生、分泌与传送。
信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。
信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。
受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。
第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。
分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。
信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。
G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。
cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞反应的信号通路。
（磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP2分解成IP3和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。
钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。
Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。
细胞生物学课件 第九章 细胞信号转导
G 蛋白的分类
GS家族：对效应蛋白起激活作用的α亚单位 为αs亚单位，由此亚单位构成的G蛋白为Gs 蛋白； Gi家族：抑制作用 Gq家族
cAMP信号转导系统
1.cAMP信号通路的组成：
①. 激活型激素受体（Rs）或抑制型 激素受体（Ri）； ②. 活化型调节蛋白（Gs）或抑制型 调节蛋白（Gi）；
NO的作用机理： • 乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一 氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环 化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子 浓度→平滑肌舒张→血管扩张、血流通 畅。 • 硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史， 其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血 管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。
信号分子的分类
旁分泌信号： 突触信号： 内分泌信号 自分泌信号
第一节、受 体 Receptor
一、受体的概念
多数为糖蛋白； 存在于细胞膜或细胞内； 能接受外界的信号并 将这一信号转化为细胞 内的一系列生物化学反 应 ，而对细胞的结构 或功能产生影响
配体Ligand
受体所接受的外界信号统称为配体。 受体与配体结合特性：特异性、高效性、可饱和 性、可逆性。
各类受体酪氨酸激酶
受体酪氨酸激酶作用机制
配体与TRK结合→蛋白质构象的变化→激酶活
性区的酪氨酸残基自体磷酸化→ 其他底物蛋白
质磷酸化→催化细胞内的生物化学反应--------把细胞外的信号传导到细胞内。
（二）配体闸门离子通道
N型乙酰胆碱受体
5个亚单位α2、β、γ、δ在细胞膜上共同构成 一个通道； 每一个亚单位带有4个越膜区域； α亚单位上有乙酰胆碱ACh结合部位; 使终板膜Na+内流，少量K+外流，形成终板电位。
细胞通讯与信号传导
细胞通讯与信号传导细胞是生物体的最基本单位，每个细胞都像一个小工厂，拥有自己的机器和设备，它们需要不断地接收与发出信息才能完成各自的任务，这就需要细胞间的通讯与信号传导。
本文将从细胞通讯和信号传导两个方面介绍这个重要的生命现象。
一、细胞通讯细胞通讯是指细胞之间通过化学信号相互交流的过程。
这种信号传递可以调节细胞的生命周期、维持内环境的恒定，以及协调身体各系统之间的协同运作。
在细胞通讯中，信号的传递可以分为内源性和外源性两类。
内源性信号是由细胞内自身产生的，如某些信号分子可以调节基因表达，从而影响一系列细胞行为。
外源性信号则来自外界，如神经元通过传递神经递质来调节细胞行为。
通常，细胞通讯的信号传递过程可分为三个基本步骤：识别、传递和响应。
第一步是识别阶段，在这个阶段，细胞必须能够识别外界或内源性信号分子。
这需要细胞表面的受体与信号分子之间发生特定的化学结合。
第二步是信号的传递阶段，在这个阶段，信号分子通过细胞内传递通路进入到细胞内部，从而调节细胞行为。
第三步是响应阶段，在这个阶段，细胞根据传递的信号做出相应的反应。
二、信号传导信号传导是指信号分子在细胞内部的传递过程。
它涉及一系列的生化反应和分子互动。
信号分子进入到细胞内部后，可能被一些蛋白激酶或酶水解，进而改变信号分子的化学结构。
这些过程就是信号转导的第一步，即信号的转换，使原本无法进入细胞内部的信号分子转变为可以作用于细胞内部的具有生物活性的物质。
第二步是信号传导通路，在这一步中，转换后的信号分子会引起细胞内一些特定蛋白质的生物分子反应，这些反应一般有激活或抑制的作用，从而调节细胞内的活动。
最后一步是响应阶段，在这个阶段，细胞会根据信号的强度和类型产生不同的反应，如细胞分裂、细胞分化、细胞凋亡等。
总的来说，细胞通讯和信号传导是两个紧密联系的概念。
细胞通讯的主要任务是产生信号分子，并将其传递到另一个细胞，而信号传导则是用一种内部系统将细胞解码和响应这些信号。
第9章 细胞信号转导(1)
思考题
何为信号转导中的分子开关机制？举例说明。 如何理解细胞信号系统及其功能。 试举例说明G蛋白偶联受体介导的信号通路的 组成、特点及其主要功能。 概述受体酪氨酸激酶介导的信号通路组成、特 点及其主要功能。
内分泌
自分泌
突触分泌
分泌化学信号——通讯方式
①
② ③ ④
⑤
⑥
信号细胞合成并释放信号分子 转运信号分子至靶细胞 信号分子与靶细胞受体特异性结合并导致受 体激活 活化受体启动靶细胞内一种或多种信号转导 途径 引发细胞代谢、功能或基因表达的改变 信号的解除并导致细胞反应终止
9.1 信号分子与受体
信号分子（signal molecule）：细胞的信息 载体，包括各种化学信号如各类激素、局部介 质和神经递质等，以及物理信号如声、光、电 和温度变化等。
RTK-Ras蛋白信号通路
Ras蛋白在RTK介导的信号通路中是一个关键组分。 Ras（21 kDa）是小的单体GTP结合蛋白，具有 GTPase活性，分布在质膜胞质一侧。结合GTP时为活 化状态，结合GDP时为失活状态。
RTK-Ras-MAPK信号通路
配体-RTK-Ras-Raf-Mek-Erk-进入细胞核-其它激酶或基 因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修饰
作用机制
NO激活靶细胞内具有鸟苷环化酶（G-cyclase）活性的 NO受体 鸟苷环化酶激活，导致细胞内cGMP水平增高 cGMP依赖的蛋白激酶G（PKG）活化
NO在血管平滑肌舒张中的作用
9.2.2胞外受体介导的信号途径
1 G蛋白偶联受体 介导的信号转导 2 酶联受体介导的 信号转导 3 其它细胞表面受 体介导的信号通 路
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75
视杆细胞
视杆细胞 视锥细胞
1000 disc 光受体：视紫红质
单色光, 暗 颜色, 亮
直径 1 μm 长 40 μm
76
扫描电镜：视网膜
人视杆细胞和光受体蛋白（视紫红质）
77
光受体蛋白（视紫红质）的结构
40kD 7 helix Central pocket for retinal 视黄醛
78
6
细胞间隙连接
7
间隙连接
氨基酸, 糖, 核苷酸 分子量 ＜1kD 6×2 subunits 27kD/单体
细胞间通讯
肌肉同步收缩 运送营养至眼晶 发育：子宫收缩
8
二、膜表面分子接触通讯
9
抗原提呈和CD4+ T 细胞的激活
10
抗原提呈和CD4+ T 细胞的激活
11
辅助性 T 细胞的激活
巨噬细胞
重要的蛋白激酶（续）
34
G 蛋白异源三聚体
G protein (1) 异源三聚体蛋白质大家族 (2) 鸟苷酸结合蛋白 (3) 被激素结合于含有7个跨膜α-螺 旋的受体所激活
35
G蛋白：无活性的GDP结合型和有活性的GTP型
α-亚基 GTPase 活性
36
The Nobel Prize in Physiology or Medicine, 1994
视杆细胞对光的反应
钠离子通道
79
cGMP 在视觉过程中的形成和降解
PDE
鸟苷酸环化酶
cGMP磷酸二酯酶
80
光受体蛋白诱导关闭依赖cGMP的阳离子通道
81
视觉兴奋过程中的信号转导
Gt ： Transducin 转导素
Gt Tα-GTP
82
THE END
83
84
85
7-跨膜α螺旋受体
7-TM receptor
Exterior
Cytosol C1 C2 C3 C4
结合G蛋白
Seven-helix receptors Seven-pass transmembrane receptors Seven spanning receptors 39
更正：p127倒6行 删除 “另一类G蛋白为小分子单体……”
67
电鯆
Electric fish
Torpedo
Electric organ is rich in AchR
突触后膜
68
~20,000 AchR/μm2
乙酰胆碱N受体（AchR）的结构
AchR类型： 按照兴奋剂不同 N 受体 nicotine 烟碱 5个亚基 M 受体 muscarine 毒蕈碱 7个跨膜α螺旋
细胞表面受体的三种主要类型
G蛋白偶联受体
离子通道受体
酶偶联受体
25
二、信号转导分子负责信号在细胞内传递与转换
（一）第二信使 细胞内的信号转导分子 （二）蛋白激酶和蛋白磷酸酶是蛋白质活性的开关系统 （三）G蛋白的GTP/GDP开关作用 （四）接头蛋白和支架蛋白参与信号转导复合物的形成
更正：p128第六行“衔接蛋白”→“接头蛋白”
40
受体酪氨酸激酶
RTK
Receptor tyrosine kinases
41
RTK的6种类型
Ig-like domain
insulin-like growth factor M-CSF macrophage colony stimul. 胰岛素样生长因子 factor 巨噬细胞集落刺激因子 FGF fibroblast growth factor NGF nerve growth factor 神经生长因子 成纤维细胞生长因子 PDGF platelet-derived growth factor VEGF vascular endothelial GF 血小板衍生生长因子 血管内皮细胞生长因子 42
固醇类激素，甲状腺素 前列腺素，维生素A 维生素D，脂类，气体 脂溶性信号分子
22
脂溶性（疏水性）信号分子
皮质醇
雌二醇
睾酮 VD
甲状腺素 视黄酸
23
细胞内受体和细胞表面受体脂性信号分子 水溶性信号分子配体
核内信号分子
24
受体的作用： 1. 识别、结合配体（外源信 号分子） 2. 将配体信号转换为细胞内 信号
MHC class II
12
Interactions of Helper T Cells & APC/B Cells
抗原提呈/B细胞
13
杀伤性 T 细胞的激活
MHC class I
TCR T cell receptor
14
三、化学信号介导的通讯
15
内分泌
动物细胞间的 信号传递
旁分泌
a-c: cell-to-cell signaling occurs over distances fr. mm in autocrine & paracrine to meters in endocrine
IGF-1
RTK的结构和激活
43
RTK的磷酸化Tyr（P-Tyr）募集信号蛋白
PTB phosphotyrosine binding
IRS-1 Insulin Receptor Substrate multidocking pr. phospho. by RTK
44
Ras蛋白的激活
Rat sarcoma Cys-法尼基/软脂酰基
细胞识别与之接触的细胞，或者识别环境中的化学、 物理信号（来自周围或远距离的细胞），将其转变为 细胞内相关分子活性的变化，进而改变细胞内的某些 代谢过程，影响细胞生长速度（甚至死亡）。 这种针对外源信息所发生的细胞应答反应的全过程， 称为信号转导（signal transduction）。
2
第九章
自分泌
质膜 结合蛋白
16
化学信号的类型
神经递质 名 称 作用距离 受体定位 典型例子
内分泌
自分泌 / 旁分泌
17
第九章
第一节 细胞通讯
细胞间通讯与信号转导
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
18
细胞信号转导机制概述
脂溶性化学信号的受体是位于细胞核内的转录因子 膜离子通道受体是化学信号与电信号的转换器 G蛋白偶联受体的信号转导机制 酶偶联受体依靠蛋白质相互作用转导信号 细胞信号转导功能与医学
45
接头蛋白
RTK通过接头蛋白（GRB2）Ras
46
蛋白质相互作用结构域和模体
47
支架蛋白同时结合多个同一信号转导通路中的蛋白质
S. cerevisiae 酵母没有RTK 但有MAPK通路
支架蛋白 Ste5 scaffold protein
48
第二节
细胞信号转导机制概述
一、信号必须经由受体发挥作用 二、信号转导分子负责信号在细胞内的传递与转换 三、信号在细胞内的转换和传递机制
第二节
细胞信号转导机制概述
一、信号必须经由受体发挥作用 二、信号转导分子负责信号在细胞内的传递与转换 三、信号在细胞内的转换和传递机制
19
细胞信号转导的基本路线
信号
受体
细胞内信号分子 浓度、活性改变
细胞应答
20
一、信号必须经由受体发挥作用
21
水溶性和脂溶性信号分子的受体
水溶性信号分子 细胞因子 趋化因子 活性肽 氨基酸
乙酰胆碱N受体的开关机制
L S
73
large hydrophobic side chain small side chain
Leu, IIe Gly, Ser, Thr
乙酰胆碱M受体通过G蛋白控制K+通道的开关
74
Hyperpolarize Muscle contraction
乙酰胆碱受体是一种配体-门控离子通道
69
2.2 nm
乙酰胆碱N受体对阳离子的选择性
70
离子通道的选择性
Glu/Asp 跨膜区
GABA 受体
γ − 氨基丁酸
Rings（+ ） Cl- channel
入口
71
乙酰胆碱受体的电导
骨骼肌 突触膜
Patch-clamp recording
4 pA 1A 1 pA 4 pA
72
6.24×1018 电荷/sec 10-12A 2.5 ×107 Na+/sec
4
细胞之间信息转导的三种途径
间隙连接 （信号分子通道）
膜表面分子接触
（信号分子结合于膜）
化学信号介导 （信号分子分泌）
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一、细胞间隙连接通讯
间隙连接
Electron micrograph
gap junctions
tangential view
apposed cells hexagonal pore: 2.0nm
腺苷酸 环化酶
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PKA构象改变，催化亚基C进入细胞核，诱导基因表达
PKA Protein kinase A 细胞质
核内
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第九章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 细胞通讯
细胞间通讯与信号转导
细胞信号转导机制概述 脂溶性化学信号的受体是位于细胞核内的转录因子 膜离子通道受体是化学信号与电信号的转换器 G蛋白偶联受体的信号转导机制 酶偶联受体依靠蛋白质相互作用转导信号
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三、信号在细胞内的转换和传递机制
细胞外信号 → 细胞内效应（代谢、基因表达等）途径 第二信使的浓度或细胞内分布发生改变 信号转导分子的构象变化 蛋白质分子的细胞内定位改变 蛋白质分子的细胞内水平调节
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第二信使的浓度或细胞内分布发生改变