第15章细胞信号转导
细胞的信号转导医学细胞生物学
细胞信号转导的分类
01
根据信号分子种类的不同，细胞信号 转导可以分为亲脂性信号转导和亲水 性信号转导。
02
亲脂性信号转导主要涉及类固醇激素 、甲状腺激素等脂溶性激素，而亲水 性信号转导则涉及氨基酸、肽类、核 苷酸等水溶性分子。
03
此外，根据信号转导途径的不同，细 胞信号转导还可以分为受体介导的信 号转导和非受体介导的信号转导。受 体介导的信号转导主要涉及配体-受 体相互作用，进而激活一系列的信号 分子和酶促反应；而非受体介导的信 号转导则主要涉及细胞内某些化学反 应或物理刺激引起的信号转导。
指导。
新药靶的抗肿瘤作用研究
要点一
总结词
新药靶的抗肿瘤作用研究是信号转导领域的重要应用方向 ，旨在开发针对肿瘤细胞特异信号通路的创新药物。
要点二
详细描述
肿瘤的发生发展与细胞信号转导通路的异常密切相关。针 对新发现的靶点，研究者们会评估其在抗肿瘤中的作用， 包括抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡、抑制肿瘤血管生 成等方面。通过体外实验和临床试验，验证新药靶在抗肿 瘤治疗中的潜在应用价值，为肿瘤治疗提供新的策略和药 物候选物。
02 医学细胞生物学基础
医学细胞生物学定义
医学细胞生物学是一门研究细胞的结 构、功能、生长、发育、代谢、遗传 和疾病等生命现象的科学。它以细胞 为基本单位，研究细胞的组成、结构、 功能和相互关系，以及细胞在生命活 动中的作用和变化规律。
VS
医学细胞生物学是医学领域中一门重 要的基础学科，它为医学研究和临床 实践提供了重要的理论基础和技术支 持。
信号转导与疾病的诊断
分子标志物
信号转导相关分子可作为疾病诊断的标志物。例如，某些癌症患者体内存在异常激活的信号转导分子，这些分子可作 为癌症诊断的指标。
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
生物化学和分子生物学：第15章细胞信号转导
蛋白激酶G是cGMP的靶分子 cGMP作用于cGMP依赖性蛋白激酶（cGMPdependent protein kinase，cGPK），即蛋白激 酶G（protein kinase G，PKG）。
目录
cGMP激活PKG示意图
4．蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子 一些离子通道也可以直接受cAMP或cGMP的 别构调节。 •视杆细胞膜上富含cGMP-门控阳离子通道 •嗅觉细胞核苷酸-门控钙通道
diphosphate，PIP2) • 肌醇-1,4,5-三磷酸（Inositol-1,4,5-triphosphate，IP3）
这些脂类衍生物都是由体内磷脂代谢产生的。
目录
1. 磷脂酶和磷脂酰肌醇激酶催化脂类第二信使生成
催化这些信使生成的酶有两类：
• 一类是磷脂酶（phospholipase，PL），催 化磷脂水解，其中最重要的是磷脂酶C （phospholipase C，PLC）；
目录
三、信号分子结构、含量和分布变化是 信号转导网络工作的基础
膜受体介导的信号向细胞内，尤其是细胞核的 转导过程需要多种分子参与，形成复杂的信号 转导网络系统。
构成这一网络系统的是一些蛋白质分子（信号 转导分子，signal transducer）和小分子活性 物质（第二信使，second messenger）。
目录
cAMP激活 PKA影响糖代谢示意图
PKA底物举例
底物(酶或蛋白质)名称 糖原合酶 磷酸化酶 b 激酶 丙酮酸脱氢酶 激素敏感脂酶
酪氨酸羟化酶
组蛋白H1 、组蛋白 H2B 蛋白磷酸酶1抑制因子1 转录因子CREB
受调节的通路
糖原合成 糖原分解 丙酮酸→乙酰辅酶A 甘油三脂分解和脂肪酸氧化 多巴胺、肾上腺素和去甲肾上 腺素合成 DNA聚集 蛋白去磷酸化 转录调控
细胞信号转导
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
2 受体（receptor）
概念：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信
号分子）的大分子物质，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 。
类型：细胞内受体：识别和结合小的脂溶性信号分子
细胞表面受体：识别和结合亲水性的信号分子
细 胞
第 信九 号
章 转 导
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯与细胞识别
●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）
细胞通讯：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反应的过程。
细胞通讯的三种方式及其反应
1、信号 分子；2、 细胞表面 分子粘着 或连接； 3、细胞 外基质
cAMP
cAMP作用的靶分子
cAMP激活蛋白激酶A
G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的
信号转导系统
腺
信 号 分 子
受 体
苷 G蛋白 酸
环 化
酶
Pro
A
生
激
理
酶
Pro-p 功 能
调
节
Pro Pro-p
调节蛋白的磷酸化 ➢ e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶
转录因子磷酸化 ➢ e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化
Ras途径 1. 具有SH结构域的蛋白质 A. SH: SRC homology
癌基因 Src 中发现的一段序列
B. 二种结构域
SH2--- 识别磷酸化的Tyr残基 e.g. GAP
(和激活受体结合)
GRB2
SH3---- 与其它蛋白质结合
《细胞信号转导》课件
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。
南开大学细胞生物学课件15第15章 细胞连接 6-22 puyue
选择素的三个结构域，通过凝集素结构 强地结合在一起，并从
域而识别细胞外表的糖蛋白及糖脂分子 相邻的内皮细胞进入组
上的糖配体。
织。
（三）免疫球蛋白超家族
某些成员属于CAM。作用不依赖Ca2+ 。 有的介导同亲性粘合，如各种神经粘附分子； 有的介导异亲性粘合，如细胞间粘附分子及 脉管细胞黏附分子，它们的配体分子为整合 素。
‘’
皮肤、肌肉、结缔组织，
常与I型胶原共分布
Ⅳ [a1(IV)]2[a2(IV)] 390nm 网状 C端球型 不形成纤维束 基膜
V [a1(V)]2[a2(V)] 390nm 细纤维 N端球状 大多间隙组织与I型胶原
[a3(V)]3
共分布
VI [a1(VI)][a2(VI)][a3(VI)]150nm 微纤维 N,C端球状， 大多间隙组织与I型
胶原的组装
细胞内发生的事件
通过分子内 交联
分泌到细胞外发生的事件 分子间交联
三链 装配
前胶原 肽酶
装配
装配
前体肽链 三股螺旋前胶原 胶原
胶原原纤维
胶原纤维
分子内交联
分子间交联
由前体肽转配成前胶原时，是通过分子内的交联完成的。而由 胶原装配成胶原原纤维那么是通过分子间交联。分子内交联是 指前胶原的三条链之间的赖氨酸残基的交联，分子间的交联是 指不同前胶原间的赖氨酸交联。分子间的交联使得在胶原的尾 部有一个小的间隙别离。平行排列的分子通过前胶原分子N端 与相邻原胶原分子C端的赖氨酸或羟赖氨酸间形成共价键加以 稳定。
M-钙粘素 R-粘素 Ksp-钙粘素 OB-钙粘素 VB-钙粘素 桥粒芯蛋白 桥粒芯胶黏蛋 白
哺乳动物细胞外表的主要钙粘素分子
主要分布组织 着床前的胚胎、上皮细胞（在带状粘合处特别集中） 胎盘滋养层细胞、心、肺、小肠 胚胎中胚层、神经外胚层、神经系统（脑、神经节）、 心、肺 成肌细胞、骨骼肌细胞 视网膜神经细胞、神经胶质细胞 肾 成骨细胞 脉管内皮细胞 桥粒 桥粒
生物化学 第15章细胞信号转导
目录
※ G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的蛋白质，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型 On—off malecular switch
目录
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
前列腺素，腺甘为抑制性
目录
1971 年
激素作用的第二信使机制
1982 前列腺素及相关的生物活
诺贝尔奖获得者 Frederick Grant Banting John James Richard Macleod Henry Hallett Dale Otto Loewi Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 目 录
年 度 1992 年 1994 年
1998 年
2000 年
2001 年
重要发现
诺贝尔奖获得者
蛋白质可逆磷酸化调节机制
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
G蛋白及其在信号转导中的 Alfred Gilman，Martin
2、 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用距离较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
3、局部化学介质 （生长因子、细胞因子）
又称旁分泌或自分泌信号(paracrine signal，autocrine signal 特点
细胞生物学_15程序性细胞死亡与细胞衰老
增大、染色深、核内有包含物 凝聚、固缩、碎裂、溶解 粘度增加、流动性降低 色素积聚、空泡形成 数目减少、体积增大 碎裂 消失 糖原减少、脂肪积聚 内陷
衰老细胞与“青年期”细胞的比 较
生长旺盛细胞富有 微绒毛
衰老细胞缺乏微绒毛， 体积缩小，呈园球形。
㈡分子水平的变化
⒈DNA：复制与转录受到抑制，但也有个别基因会异常 激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、 断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。 ⒉RNA：mRNA和tRNA含量降低。 ⒊蛋白质：含成下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲 酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性， 可消化性下降，自由基使蛋白质肽断裂，交联而变性。氨 基酸由左旋变为右旋。 ⒋酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、 Fe2+等丢失，酶分子的二级结构，溶解度，等电点发生改 变，总的效应是酶失活。 ⒌脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋 白之间交联，膜的流动性降低。
肝细胞等寿命长于30天，为短于机体寿命的细胞。
皮肤表皮细胞、角膜上皮细胞、血细胞等为快速更 新的细胞，寿命短于30天。
二、体外培养细胞的衰老与Hayflick界限
Hayflick等人的研究证实：关于细胞增殖能力和寿 命是有限的观点。细胞，至少是培养的细胞，不是不死的， 而是有一定的寿命；细胞的增殖能力不是无限的，而是有 一定的界限，这就是著名的Hayflick界限。 他们的工作是对细胞“不死性”学说的彻底否定。研 究发现，物种寿命与培养细胞之间存在着正相关的关系， 即寿命愈长，其培养细胞的传代次数愈多。反之，其培养 细胞的传代次数愈少。
第二节
细胞衰老
一、细胞衰老的概念及特征
细胞生物学课件：9-细胞信号转导
内在活性-- 配体与受体结合后是否表现功 能反应。
受体激动剂/受体阻断剂
胞内信号传递关键分子（分子开关）
蛋白激酶protein kinase能将磷酸基团转移到底 物特定的氨基酸残基（ser/thr/tyr）上，使蛋白 质磷酸化，从而改变蛋白构象、促进或阻碍与底 物的结合。
G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor)
识别胞外信号，自身构象改变，与G蛋白作用， 由G蛋白调节底物蛋白活性，在细胞内传递信号 。
与受体偶联的G蛋白
由α、β、γ亚基构成异三聚体，可结合GTP（ 活化）/GDP（失活），具有GTP酶活性，本身 的构象改变可活化效应蛋白，进行下一步信号传 递。
胞质受体/核受体
配体多为甾体类激素/甲状腺素类激素/维生素D等。 以简单扩散的方式或借助于载体蛋白跨越靶细胞 膜，结合胞质或胞核内受体的羧基端并激活受体。
胞质受体/核受体
受体的DNA 结合区与位于靶基因的启动子或增 强子区域的特定的应答元件相结合，来行使转录 调节功能。
甾体激素受体
膜受体
DAG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C （Protein Kinase C，PKC）。PKC以非活性形式分布 于细胞质中。当DAG的产生增多时，PKC转位到质膜内 表面，被DAG活化，同时此时它与Ca2+的亲和力增加， 在Ca2+ 、DAG的共同作用下具有了对底物进行磷酸化的 功能。
I使P3胞与内内C质a2网+浓上度的升IP高3受，体激门活控各钙类通依道赖结钙合离，子开的启蛋钙白通。道，
胞内信号传递关键分子（分子开关）
衔接蛋白(adaptor protein)一般不具有酶活性， 而是起到一个结构枢纽的作用。
第十五章细胞信号转导左ppt课件
胞内受体通常为由400～1000个氨基酸组成的单体蛋白，其氨基末端的氨基酸序列高度可变，长度不一，具有转录激活功能，其羧基末端由200多个氨基酸组成，是配体结合的区域（E/F），此外，这一区域对于受体二聚化及转录激活也有重要作用，其DNA结合区域由66～68个氨基酸残基组成（C），富含半胱氨酸残基，具两个锌指结构，由此可与DNA结合。
二、根据其分布，受体可分为膜受体与胞内受体
根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞表面受体（cell surface receptor）和细胞内受体（intracellular receptor）。此外，还有一种类型的受体，存在于细胞膜上，当配体与这种受体特异性结合介导了细胞的内吞作用，形成内吞体从而将配体分子带入细胞。
（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。
第三节 信号转导中的蛋白质
细胞质中介导细胞信号转导的蛋白质主要涉及蛋白激酶、蛋白磷酸酶、GTP结合蛋白以及衔接蛋白。
蛋白激酶、蛋白磷酸酶和GTP结合蛋白通过几乎同样的方法调控细胞信号转导通路，即都涉及到磷酸基团的简单添加或去除。
第15章--细胞信号转导习题
第十五章细胞信号转导复习测试（一）名词解释1. 受体2. 激素3. 信号分子4. G蛋白5. 细胞因子6. 自分泌信号传递7. 蛋白激酶8. 钙调蛋白9. G蛋白偶联型受体10. 向上调节11. 细胞信号转导途径12. 第二信使（二）选择题A型题：1. 关于激素描述错误的是：A. 由内分泌腺/细胞合成并分泌B. 经血液循环转运C. 与相应的受体共价结合D. 作用的强弱与其浓度相关E. 可在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2. 下列哪种激素属于多肽及蛋白质类：A. 糖皮质激素B. 胰岛素C. 肾上腺素D. 前列腺素E. 甲状腺激素3. 生长因子的特点不包括：A. 是一类信号分子B. 由特殊分化的内分泌腺所分泌C. 作用于特定的靶细胞D. 主要以旁分泌和自分泌方式发挥作用E. 其化学本质为蛋白质或多肽4. 根据经典的定义，细胞因子与激素的主要区别是：A. 是一类信号分子B. 作用于特定的靶细胞C. 由普通细胞合成并分泌D. 可调节靶细胞的生长、分化E. 以内分泌、旁分泌和自分泌方式发挥作用5. 神经递质、激素、生长因子和细胞因子可通过下列哪一条共同途径传递信号：A. 形成动作电位B. 使离子通道开放C. 与受体结合D. 通过胞饮进入细胞E. 自由进出细胞6. 受体的化学本质是：A. 多糖B. 长链不饱和脂肪酸C. 生物碱D. 蛋白质E. 类固醇7. 受体的特异性取决于：A. 活性中心的构象B. 配体结合域的构象C. 细胞膜的流动性D. 信号转导功能域的构象E. G蛋白的构象8. 关于受体的作用特点，下列哪项是错误的：A. 特异性较高B. 是可逆的C. 其解离常数越大，产生的生物效应越大D. 是可饱和的E. 结合后受体可发生变构9. 下列哪项与受体的性质不符：A. 各类激素有其特异性的受体B. 各类生长因子有其特异性的受体C. 神经递质有其特异性的受体D. 受体的本质是蛋白质E. 受体只存在于细胞膜上10. 下列哪种受体是催化型受体：A. 胰岛素受体B. 甲状腺激素受体C. 糖皮质激素受体受体D. 肾上腺素能受体E. 活性维生素D311. 酪氨酸蛋白激酶的作用是：A. 使蛋白质结合上酪氨酸B. 使含有酪氨酸的蛋白质激活C. 使蛋白质中的酪氨酸激活D. 使效应蛋白中的酪氨酸残基磷酸化E. 使蛋白质中的酪氨酸分解12. 下列哪种激素的受体属于胞内转录因子型：A. 肾上腺素B. 甲状腺激素C. 胰岛素D. 促甲状腺素E. 胰高血糖素13. 下列哪种物质不属于第一信使：A. 1,25-(OH)2 D3B. 肾上腺素C. DAGD. 糖皮质激素E. 生长激素14. 下列哪种物质不属于第二信使：A. cAMPB. Ca2+C. cGMPD. IP3E. 胰岛素15. 经cAMP信号转导途径传递信号的激素受体：A. 受体本身具有催化cAMP生成的功能B. 与激素结合后，释出催化亚基C. 与催化cAMP生成的酶是各自独立的D. 特异性不高，可结合多种激素E. 受体与激素结合后，cAMP生成一定增加16. G蛋白的α亚基与GTP结合后，一般不会发生：A. 可调节离子通道B. 与βγ亚基解离C. 可激活腺苷酸环化酶D. 可抑制磷脂酶CE. 可调节受体与配体的亲和力17. 关于G蛋白的叙述下列哪项是错误的：A. 是一类存在于细胞膜受体与效应蛋白之间的信号转导蛋白B. 由α、β、γ三种亚基构成的异三聚体C. α亚基具有GTPase活性D. βγ亚基结合紧密E. α亚基-GDP对效应蛋白有调节作用18. 小分子G蛋白是指：A. G蛋白的α亚基B. CREBC. 蛋白激酶GD. RasE. Raf激酶19. 腺苷酸环化酶主要存在于靶细胞的：A. 细胞核B. 细胞膜C. 胞液D. 线粒体基质E. 微粒体20. cAMP发挥作用需要通过：A. 葡萄糖激酶B. 脂酸硫激酶C. 蛋白激酶D. 磷酸化酶E. 氧化磷酸化21. cAMP对蛋白激酶A的作用方式是：A. 与酶的活性中心结合B. 与酶的催化亚基结合而增强其活性C. 使PKA磷酸化而激活D. 使PKA脱磷酸化而激活E. 与酶的调节亚基结合后，催化亚基解离而激活22. 多肽激素诱导cAMP生成的过程是：A. 直接激活腺苷酸环化酶B. 直接抑制磷酸二酯酶C. 激素-受体复合体活化腺苷酸环化酶D. 激素-受体复合体使G蛋白结合GTP而活化，后者再激活ACE. 激素激活受体，受体再激活腺苷酸环化酶23. 心房肽的第二信使是：A. cAMPB. cGMPC. IP3D. Ca2+E. DAG24. NO通过哪条信号转导途径发挥作用：A. cAMP信号转导途径B. cGMP信号转导途径C. DAG∕IP3信号转导途径 D. PI3K信号转导途径E. TPK信号转导途径25. 催化PIP2水解生成IP3的酶是：A. 磷脂酶A1 B. 磷脂酶C C. 蛋白激酶A D. 蛋白激酶C E. 磷脂酶A226. IP3的直接作用是：A. 促进内质网中Ca2+的释放B. 激活PKCC. 促进Ca2+与钙调蛋白结合D. 使细胞膜Ca2+通道开放E. 促进甘油二酯生成27. IP3的生理功能是：A. 是细胞内供能物质B. 是肌醇的活化形式C. 是激素作用于膜受体后的第二信使D. 能直接激活PKAE. 是细胞膜的结构成分受体位于：28. IP3A. 质膜B. 细胞核膜C. 内质网膜D. 溶酶体膜E. 核糖体29. 关于第二信使DAG的叙述正确的是：A. 由甘油三酯水解时生成B. 由于分子小，可进入胞液C. 只能由PIP水解而生成 D. 可提高PKC对Ca2+的敏感性2E. 只与细胞早期反应的信号转导过程有关30. 关于PKC的叙述下列哪项是错误的：A. 可催化效应蛋白的酪氨酸残基磷酸化B. 与肿瘤发生密切相关C. 是一种Ca2+/磷脂依赖型蛋白激酶D. DAG可调节其活性E. 可催化多种效应蛋白磷酸化31. 下列物质中能直接参与激活PKC的是：A. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. 磷脂酰胆碱E. 磷脂酰肌醇32. 下列物质中与PKC激活无直接关系的是：A. DAGB. cAMPC. 磷脂酰丝氨酸D. Ca2+E. IP333. PKA与PKC的共同之处是：A. 均由4个亚基组成B. 调节亚基富含半胱氨酸C. 调节亚基有cAMP的结合位点D. 均能催化效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化E. 均有10多种同工酶34. PI3K的底物和产物不包括：A. IP3 B. PI-4-P C. PI-3,4-P2D. PI-4,5-P2E. PI-3,4,5-P335. 激活PDK的第二信使是：A. IP3 B. DAG C. Ca2+ D. NO E. PI-3,4,5-P336. 能催化PKB磷酸化修饰的激酶是：A. PKAB. PKCC. RafD. PDKE. PI3K37. 胞浆[Ca2+]升高的机制不包括：A. 电压门控钙通道开放B. 离子通道型受体开放C. 内质网膜上的IP3R开放 D. 内质网膜或肌浆网膜上的RyR开放E. Ca2+与CaM迅速解离38. 关于CaM的叙述错误的是：A. 广泛分布于真核细胞中B. 分子中有4个Ca2+的结合位点C. 与Ca2+结合后被激活D. 具有蛋白激酶活性E. 可激活CaM-PK39. 胰岛素受体β亚基具有下列蛋白激酶活性：A. PKAB. PKGC. PKCD. TPKE. CaMPK40. 与ERK信号转导途径无关的是：A. ShcB. SOSC. MEKD. STATE. Raf41. 类固醇激素和甲状腺激素能自由出入细胞而参与信号转导的主要原因是：A. 细胞膜上有其载体蛋白B. 不溶于水C. 在非极性溶剂中不溶解D. 有特殊的立体结构E. 所列都不对42. 不通过细胞膜受体发挥作用的是：A. 胰岛素B. 肾上腺素C. 1,25-(OH)2 D3D. 胰高血糖素E. 表皮生长因子43. 关于类固醇激素的作用方式的叙述正确的是：A. 活化受体进入核内需动力蛋白协助B. 受体与激素结合后可激活G蛋白C. 活化受体具有TPK活性D. 分子大，不能通过细胞膜E. 激素可进入核内，直接促进DNA转录44. 在激素通过胞内受体调节代谢的过程中相当于第二信使的是：A. 亲免素B. 受体-伴侣蛋白复合物C. 活化激素-受体复合物D. 动力蛋白E. 转录复合物45. 胞内受体介导的信号转导途径，其调节细胞代谢的方式主要是：A. 变构调节B. 特异基因的表达调节C. 蛋白质降解的调节D. 共价修饰调节E. 核糖体翻译速度的调节B型题：A. 与相应配体结合后，可通过Gs转导信号B. 与相应配体结合后，其细胞内区的TPK活性被激活C. 可感受电场的变化而控制通道的开关D. 经相应化学信号激活可开放离子通道E. 与相应配体结合后，可发挥转录因子的作用1. EGF受体：2. 配体门控离子通道：3. 糖皮质激素受体：E. GSHA. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. PIP24. 激活PKA需：5. 激活PKC需：6. 激活PKG需：A. 使α亚基与效应蛋白解离B. 具有PKA活性C. 具有PKC活性D. 具有TPK活性E. 可激活腺苷酸环化酶7. G蛋白游离的α亚基-GTP：8. G蛋白结合GDP后：A. cAMPB. 胰岛素受体C. 肾上腺素D. IP3E. cGMP9. 具有TPK活性的是：10. 属于第一信使的是：A. 表皮生长因子B. cGMPC. IP3D. NOE. DAG11. 激活Ca2+信号转导途径的是：12. 激活ERK信号转导途径的是：A. IP3 B. Ca2+ C. DAG D. PI-3,4-P2E. cAMP13. 使内质网释放Ca2+的是：14. 激活CaM的是：15. PI3K的作用产物是：A. IRSB. MEKC. PKAD. Ras-GTPE. PDK16. 直接激活Raf的是：17. 直接激活PKB的是：A. 1,25-(OH)2 D3受体 B. 糖皮质激素受体 C. 胰岛素受体D. 雌激素受体E. 肾上腺素能受体18. 主要存在于胞浆中：19. 主要存在于胞核中：20. 在胞浆和胞核中均有分布：(三)问答题1. 试从细胞信号转导的角度阐述霍乱的发病机制。
《细胞信号传导》PPT课件
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24
（三）细胞内信号转导分子
相关 分子
概念：细胞外的信号经过受体转换进入细胞内，通 过细胞内的一些小分子物质和蛋白质进行传递。
类型： 小分子化学物质：第二信使
酶 催化产生第二信使的酶 激酶/磷酸酶
G蛋白 调节蛋白
接头蛋白
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25
1. 小分子化学物质
概念：细胞内可扩散，并能调节信号转导蛋白 活性的小分子或离子，又称为第二信使。 如cAMP、cGMP、Ca2+、DAG、IP3、Cer或花 生四烯酸等。
质膜受体 质膜受体
蛋白质、多肽及氨基 酸衍生物类激素 类固醇类激素、甲状 腺激素
质膜受体 胞内受体
引起细胞内的变化 影响离子通道开闭
引起酶蛋白和功能蛋白 的磷酸 /脱磷酸，改变 细胞的代谢和基因表达 同上
影响转录
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13
（二）受体（Receptor）
相关 分子
受体：是一类分布于细胞膜、细胞质或细胞核的特 殊蛋白质，能特异性识别并结合相应信号分子，激 活并启动细胞内一系列生化反应，使细胞对信号刺 激产生相应的生物效应。
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5
细胞信号转导：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，在细胞内经 信号途径传递引起细胞发生反应的过程。
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6
跨膜信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质
信息物质经扩散或血循环到达靶细胞
与靶细胞的受体特异性结合
受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统
靶细胞产生生物学效应
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14
1.受体的类型
细胞膜受体
离子通道型 G蛋白偶联型 催化型 酶偶联型）离子通道偶联受体
受体本身为离子通
第十五章 细胞社会的联系：细胞连接、细胞黏着和细胞外基质
连接、细胞黏着和细胞外基质
第一节 细胞连接(cell junction)
概念：是指细胞间或细胞与细胞基质之间的联系结构。
类型：根据行使功能的不同进行分类： 封闭连接（occluding junctions）
锚定连接（anchoring junctions）
通讯连接（communicating junctions）
桥粒的结构模型
2.半桥粒（hemidesmosome）
在结构上类似桥粒，位 于上皮细胞基面与基膜 之间,它与桥粒的不同之 处在于：①只在质膜内 侧形成桥粒斑结构，其 另一侧为基膜；②穿膜 连接蛋白为整合素 （integrin）而不是钙 粘素，整合素是细胞外 基质的受体蛋白；③细 胞内的附着蛋白为角蛋 白（keratin）。
（一）钙黏蛋白 钙黏蛋白（cadherin）属亲同性 CAM，其作用依赖于Ca2＋。至今已鉴 定出30种以上钙粘素，分布于不同的 组织。其命名是根据所在组织的英文第 一个字母命名的，如：上皮组织中的钙 粘素就命名为E-钙粘素。
1.钙粘素的结构 钙粘素分子结构同源性很 高，其胞外部分形成5个结构 域，其中4个同源， 均含 Ca2＋结合部位。决定钙粘素 结合特异性的部位在靠N末 端的一个结构域中，只要变 更其中2个氨基酸残基即可使 结合特异性由E-钙粘素转变 为P-钙粘素。钙粘素分子的 胞质部分是最高度保守的区 域，参与信号转导。
相邻细胞联合在一起。
粘合斑（adhesion plaque）位于细胞与细胞外基质间， 通过整合素（integrin）把细胞中的肌动蛋白束和基质连 接起来。连接处的质膜呈盘状，称为粘合斑。
细胞外基质
RGD肽： Arginineglycineaspartate tripeptide motif，存在 于一些细胞外 基质（如纤粘 连蛋白），能 与细胞表面的 某些整合素结 合，介导细胞 与细胞外基质 之间的粘附
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Thr
Ser -O-PO32-
Ser -OH
Tyr 酶蛋白 Pi 磷蛋白磷酸酶 H2O
Tyr 磷酸化的 酶蛋白
2. 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 ①蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶： 包括PKA、PKG、PKC、PKA、 Ca 2+/CaM-依赖性激酶、MAPK ②蛋白酪氨酸激酶: 包括受体型PTK和非受体型PTK
二是转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信号， 并传递至其他分子引起细胞应答。
受体与信号分子结合的特性：
高度的专一性、高度的亲和力、可饱和性、特定的作用模式
目录
受体位置：
细胞表面受体
接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号分子和其它细 胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分 子、粘附分子等。
式；当结合GDP时为非活化状态，使信
号途径关闭。
GTP酶的活性：G蛋白的活化形式有GTP酶的
活性（霍乱毒素可使G蛋白失去GTP酶的活性）。
目录
G蛋白主要有两大类： • 异源三聚体G蛋白：与7次跨膜受体结合，以α、 β、γ亚基三聚体的形式存在于 细胞质膜内侧，简称G蛋白。 • 低分子量G蛋白：Ras蛋白，又叫小G蛋白，也称 P21蛋白。
目录
2、白细胞介素受体通过JAK-STAT途径转导信号（记住名字即可）
目录
细胞信息转导（纲要）
一、细胞信号转导概述 第二信使的概念及种类 二、细胞内信号转导分子 1、cAMP生成及降解所需要的酶及其作用。 2、G蛋白：鸟苷酸（GTP或GDP）结合蛋白，α、β、γ三亚基组成，可与 AC等酶偶联，霍乱弧菌使其持续活化。 三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1、通过胞内受体发挥作用的激素有哪些？ 2、G蛋白偶联受体信号的主要途径是哪些？（cAMP-PKA信号途径等） 3、Grb2通过募集SOS（一种鸟苷酸交换因子）激活Ras，Ras结合GTP时有 活性，它还有GTP酶的活性。 4、酶偶联受体途径（Ras-MAPK途径及JAK-STAT途径）与细胞的生长、 增殖有关。
D.蛋白激酶C
E.酪氨酸蛋白激酶
目录
(6)2006A 下列哪种酶激活后会直接引起cAMP浓度降低 A.磷酸二酯酶酶
B.蛋白激酶A
C.蛋白激酶G
D.蛋白激酶C
E.磷脂酶C
目录
(7)2007A下列关于GTP结合蛋白（G蛋白）的叙述， 错误的是
A.膜受体通过G蛋白与腺苷酸环化酶偶联
B.可催化GTP水解为GDP C.霍乱毒素可使其失活 D.有三种亚基α、β、γ
第15章
细胞信息转导
（每年1~2题，考点散乱）
目录
细胞通讯:是体内一部分细胞发出信号，另一
部分细胞接收信号并将其转变为细
胞功能变化的过程称为细胞通讯。
信号转导:细胞针对外源信息所发生的细胞内
生物化学变化及效应的全过程称为
信号转导。
目录
细胞信号转导的基本路线：
目录
第一节
细胞信号转导概述
（了解）
目录
(8)2007A 下列因素中，与Ras蛋白活性无关的是
A.GTP
B.GRB2
C.鸟苷酸交换因子
D.鸟苷酸环化酶
目录
(9)2003A 通过胞内受体发挥作用的激素是 A．肾上腺素
B．甲状腺激素
C．胰高血糖素 D．胰岛素 E．促肾上腺皮质激素
目录
(10)2008X 与细胞生长、增殖和分化有关的信号转 导途径主要有 A.cAMP蛋白激酶途径 B. cGMP蛋白激酶途径 C.受体型TPK-Ras-MAPK途径
目录
一、细胞外化学信号
化学信号可以是可溶性的，也可以是膜 结合形式的。
目录
（一）可溶性分子信号
细胞分泌的可溶性分子信号作用于自身、
周围或相距较远的同类或他类细胞（靶细
胞），调节其功能。这种通讯方式称为化学
通讯。
目录
可溶性化学信号分类：
按可溶性信号作用距离远近： ①作用距离最远的内分泌系统化学信号，称为激素； ② 作用于周围细胞或自身细胞，属于旁分泌或自分泌 系统的细胞因子； ③作用距离最短的是神经元突触内的神经递质 。
2、血管紧张素II 受体通过 PLC-IP3/DAG-PKC通路转导信号
【第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG、NO等】
目录
单跨膜受体介导的信号转导通路
1、EGFR通过Ras→MAPK通路转导信号
【Ras：间接接触Grb2、SOS鸟甘酸交换因子使其与GTP结合有活性、有GTP酶的活性】 【此通路与细胞生长、增殖、分化有关】 【单跨膜受体又称酶偶联受体】
D.JAK-STAT途径
目录
(11)2010A 下列关于Ras蛋白特点的叙述，正确的 是
A.具有GTP酶的活性
B.能使蛋白质酪氨酸磷酸化 C.具有7个跨膜螺旋结构 D.属于蛋白质丝/苏氨酸激酶
目录
参考答案:
1.AC
6.C 11.A
2.ABCD
7.C 8.D
3.B 4.A
9.B 10.CD
5.C
目录
细胞内受体
接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入细胞的脂 溶性化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
目录
三、细胞内信号转导分子
信号转导分子：参与细胞内信号转导的蛋白质分子和小分子活性
物质，称为信号转导分子。
第一信使：即细胞间物质，是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动 的化学物质。 第二信使：是指细胞内传递信息的小分子化合物，如cAMP、 cGMP、Ca2+、IP3、DAG、Cer、PIP2 、NO等。 第三信使：是负责细胞核内外信息传递的物质，又称DNA结合蛋白。
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（二）脂类
具有第二信使特征的脂类衍生物:
• 二脂酰甘油（DAG或DG） • 花生四烯酸（AA） • 磷脂酸（PA） • 溶血磷脂酸（LPA） • 4-磷酸磷脂酰肌醇（PIP） • 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2) • 三磷酸肌醇（IP3）
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1、DAG，IP3的生物合成
PLC
PIP2
目录
G蛋白循环
目录
第三节
各种受体介导的基本信号转导通路
掌握：1.cAMP-蛋白激酶途径、 2.Ca2+-依赖性蛋白激酶途径
3.Ras-MAPK途径
4.JAK-STAT途径 5. 胞内受体介导的信息转导
目录
细胞内受体 受体 细胞膜受体 离子通道受体
七跨膜受体
单次跨膜受体
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胞内受体介导的信号转导通路
脂溶性信号
【脂溶性信号：甲状腺激素、类固醇激素、维A酸、维生素D等】
目录
离子通道型膜受体介导的信号转导通路
目录
七跨膜受体介导的信号转导通路
1、胰高血糖素受体通过AC-cAMP-PKA通路转导信号 （掌握）
血糖
糖原分解
【G-亚基包括：αs 、α i 、α q】【七跨膜受体又称G蛋白偶联受体】
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DAG + IP３
目录
2、DAG，IP3的作用
（1）IP3的作用 IP3 ＋ IP3受体 （内质网与肌浆网膜上）
钙离子通道开放释放钙离子 细胞内钙离子浓度迅速增加
目录
（2）钙离子和DAG激活蛋白激酶C（PKC）
（3）钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现 Ca2+ 活化钙调蛋白（CaM），然后作用于 Ca 2+/CaM-依赖性激酶（CaM-K） 。 （PKC和CaM-K也属于丝/苏氨酸蛋白激酶
目录
(1)2009X细胞内信息传递中，能作为第二信使的有
A.cAMP
B.AMP C.DAG D.TPK
目录
(2)1999X 参与细胞内信息传递的第二信使物质有
A．cAMP
B．Ca2+ C．DG（DAG） D．IP3
目录
(3)2005A cAMP 能别构激活下列哪种酶 A. 磷脂酶 A B. 蛋白激酶 A C．蛋白激酶 C
MAPK调控的生物学效应：参与多种细胞功能 的调控，尤其是在细胞增殖、分化及凋亡过程 中，是多种信号转导途径的共同作用部位。
目录
4. 蛋白酪氨酸激酶
①受体型PTK： （见右图）
②受体型PTK： Src家族/JAK家族属于非受体型PTK
目录
（二）G蛋白
名称：鸟苷酸结合蛋白简称G蛋白。
构象：G蛋白结合的核苷酸为GTP时为活化形
D． 蛋白激酶 G
E． 酪氨酸蛋白激酶
目录
(4)2013A 下列涉及G蛋白偶联受体信号的主要途径是
A.cAMP-PKA途径
B.酪氨酸激酶受体信号途径 C.雌激素-核受体信号途径 D.丝/苏氨酸激酶受体信号途径
目录
(5)2004A 直接影响细胞内cAMP含量的酶是 A.磷脂酶
B.蛋白激酶A
C.腺苷酸环化酶
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（二）细胞表面分子
细胞通过膜表面分子特异性地识别和相互
作用，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，也是一种
细胞间直接通讯。
目录
二、受体
受体定义：
是细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合的成 分，其化学本质是蛋白质，个别糖脂 。
受体的作用：
一是识别外源信号分子，即配体（ligand）；
作用的底物类似PKA和PKG）
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（四）NO
NO合酶介导NO生成（EDRF就是NO）
+
H2N NH
NH2
H2N
O NH
NO合酶
＋ NO
H2N
+
COO-
H2N
+
COO-
精氨酸