细胞生物学细胞信号转导PPT讲稿
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protein）简称G蛋白，位于质膜胞质侧，由α、β、γ三个亚基组成， α 和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上，G蛋白在信号转导 过程中起着分子开关的作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态， 与GTP结合时处于开启状态，α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合 的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态，其GTP酶的活性能被RGS （regulator of G protein signaling）增强。RGS也属于GAP （GTPase activating protein）。
细胞生物学—细胞信号转导
二、膜受体的特性
识别外来信号并通过构象变化引发胞内继发效应是受体的两个基本 作用。它一般具有以下特性：
１、特异性 受体与化学信号的专一性结合是依靠分子之间的立体构象 互补的非共价键结合。这种特异性结合不是绝对的。
２、可饱和性 一个细胞或一定量组织内受体数目是有限的，各类细胞 中不同受体的浓度是相对恒定的。因此，受体与配体的结合有一个饱和 度。
Three subunits
Байду номын сангаас
✓ 4 superfamilies
✓ binds GTP
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细c胞AM信P信号号转通导路
➢ cAMP信号通路的组成： ✓膜刺激型受体（stimulatary receptor，Rs）； ✓抑制型受体（inhibitory receptor，Ri）； ✓刺激型调节蛋白（sitimulatary regulatory protein，Gs）； ✓抑制型调节蛋白（inhibitory regulatory protein，Gi）； ✓腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）； ✓蛋白激酶A（protein Kinase A，PKA）； ✓环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodieste-rase）。
细胞生物学细胞信号转导课件
细 一、胞细胞生膜物受体学的结—构细和特胞性信号转导
膜受体（membrane receptor）是可选择性地识别和结合外来信号， 并引起相应的细胞生物效应的一类膜蛋白。其化学成分多为跨膜糖蛋白， 约占膜总蛋白的１％－２％。不同的受体有不同的结构，一般包括三个 部分： １、识别部（discriminator） 也称调节亚单位，是受体蛋白的胞外部 分。依赖其糖链的多样性，识别不同的化学信号。 ２、效应部（effector） 或称催化亚单位。是受体的膜内胞质部分， 通常具有酶活性。在受体与化学信号结合后被激活，产生相应的生物学 效应。 ３、转化部（transducer） 亦称之为传导部（inducer），是受体与 效应部之间的偶联成分。它可将识别部所接受的信息经过转换传递给效 应部。
３、高亲和性 受体与配体具有很强的亲和力，表现为：当溶液中只有 相当低浓度的配体时，就足以使二者结合达到饱和。
细胞生物学—细胞信号转导
４、可逆性 由于受体与配体之间属于非共价键结合，所以，分子间 的识别反应往往是可逆的。当结合引发出生物效应后，受体－配体复 合物便解离，受体又恢复到原来状态，能再与配体结合。
（1）对代谢的调节作用 肾上腺素调节糖原分解
（2）对基因表达的调节作用 cAMP应答元件（CRE）基因调控区 cAMP应答元件结合蛋白（CREB）反式作用因子 PKA的催化亚基进入细胞后使CERB特定的 Ser/Thr磷酸化，形成同源二聚体，结合DNA， 激活转录
细胞生物学—细胞信号转导
➢ cAMP信号通路 的传递过程——Gi 调节模型
hormone signal
GPCR
outside
plasma membrane
AC cytosol GDP GTP
GTP GDP
ATP cAMP + PPi
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
Effects of PKA Ser/Thr残基磷酸化
５、特定的组织定位 受体的分布，无论在种类，还是数量上，均呈 现特定的模式，即受体之存在于靶细胞。
细胞生物学—细胞信号转导
三、膜受体类型 根据膜受体蛋白的类型及相应的信号转导机制之不同，可将膜受体
归纳为以下三种类型： 离子通道偶联受体 G蛋白偶联受体 酶偶联受体 核受体
细离子胞通生道型物受学体 —细胞信号转导
PI
G蛋白 介导
H+R
激活
PI2P CH2O OCR1
磷脂酶C PLC
细胞生物学—细胞信号转导
G
Effector
Signal
细胞生物学—细胞B信indin号g of转ligan导ds
Extracellular
-NH2
e2
e3
e1 -S-S-
TM1
TM2
TM3
TM4
TM5
TM6
TM7
i1
Cytoplasmic
i2
Location of G
i3
COOH-
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
腺苷酸环化酶
细胞生物学—细胞信号转导
蛋白激酶A
细胞生物学—细胞信号转导
环腺苷酸磷酸二酯酶
细胞生物学—细胞信号转导
➢ cAMP信号通路的传递过程——Gs调节模型 配体（信号分子）→受体→G蛋白→环化酶→cAMP（第二信使）→
蛋白激酶A（protein kinase A,PKA）→基因调控蛋白→基因转录。
细胞生物学—细胞信号转导
磷脂酰肌醇信号通路
胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，激活 质膜上的磷脂酶C（PLC-β），使质膜上4，5-二磷酸磷脂 酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二 酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号。
细胞生物学—细胞信号转导
细磷胞脂生酰肌物醇学—细胞信磷号脂转酰肌导醇-4,5-双磷酸
离子通道型受体是一类自身为离子通道的受体，即配体门通道 （ligand-gated channel）。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。
离子通道型受体分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺 的受体，和阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受体。
细胞生物学—细胞信号转导
G蛋白耦联型受体 三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory
细胞生物学—细胞信号转导
二、膜受体的特性
识别外来信号并通过构象变化引发胞内继发效应是受体的两个基本 作用。它一般具有以下特性：
１、特异性 受体与化学信号的专一性结合是依靠分子之间的立体构象 互补的非共价键结合。这种特异性结合不是绝对的。
２、可饱和性 一个细胞或一定量组织内受体数目是有限的，各类细胞 中不同受体的浓度是相对恒定的。因此，受体与配体的结合有一个饱和 度。
Three subunits
Байду номын сангаас
✓ 4 superfamilies
✓ binds GTP
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细c胞AM信P信号号转通导路
➢ cAMP信号通路的组成： ✓膜刺激型受体（stimulatary receptor，Rs）； ✓抑制型受体（inhibitory receptor，Ri）； ✓刺激型调节蛋白（sitimulatary regulatory protein，Gs）； ✓抑制型调节蛋白（inhibitory regulatory protein，Gi）； ✓腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）； ✓蛋白激酶A（protein Kinase A，PKA）； ✓环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodieste-rase）。
细胞生物学细胞信号转导课件
细 一、胞细胞生膜物受体学的结—构细和特胞性信号转导
膜受体（membrane receptor）是可选择性地识别和结合外来信号， 并引起相应的细胞生物效应的一类膜蛋白。其化学成分多为跨膜糖蛋白， 约占膜总蛋白的１％－２％。不同的受体有不同的结构，一般包括三个 部分： １、识别部（discriminator） 也称调节亚单位，是受体蛋白的胞外部 分。依赖其糖链的多样性，识别不同的化学信号。 ２、效应部（effector） 或称催化亚单位。是受体的膜内胞质部分， 通常具有酶活性。在受体与化学信号结合后被激活，产生相应的生物学 效应。 ３、转化部（transducer） 亦称之为传导部（inducer），是受体与 效应部之间的偶联成分。它可将识别部所接受的信息经过转换传递给效 应部。
３、高亲和性 受体与配体具有很强的亲和力，表现为：当溶液中只有 相当低浓度的配体时，就足以使二者结合达到饱和。
细胞生物学—细胞信号转导
４、可逆性 由于受体与配体之间属于非共价键结合，所以，分子间 的识别反应往往是可逆的。当结合引发出生物效应后，受体－配体复 合物便解离，受体又恢复到原来状态，能再与配体结合。
（1）对代谢的调节作用 肾上腺素调节糖原分解
（2）对基因表达的调节作用 cAMP应答元件（CRE）基因调控区 cAMP应答元件结合蛋白（CREB）反式作用因子 PKA的催化亚基进入细胞后使CERB特定的 Ser/Thr磷酸化，形成同源二聚体，结合DNA， 激活转录
细胞生物学—细胞信号转导
➢ cAMP信号通路 的传递过程——Gi 调节模型
hormone signal
GPCR
outside
plasma membrane
AC cytosol GDP GTP
GTP GDP
ATP cAMP + PPi
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
Effects of PKA Ser/Thr残基磷酸化
５、特定的组织定位 受体的分布，无论在种类，还是数量上，均呈 现特定的模式，即受体之存在于靶细胞。
细胞生物学—细胞信号转导
三、膜受体类型 根据膜受体蛋白的类型及相应的信号转导机制之不同，可将膜受体
归纳为以下三种类型： 离子通道偶联受体 G蛋白偶联受体 酶偶联受体 核受体
细离子胞通生道型物受学体 —细胞信号转导
PI
G蛋白 介导
H+R
激活
PI2P CH2O OCR1
磷脂酶C PLC
细胞生物学—细胞信号转导
G
Effector
Signal
细胞生物学—细胞B信indin号g of转ligan导ds
Extracellular
-NH2
e2
e3
e1 -S-S-
TM1
TM2
TM3
TM4
TM5
TM6
TM7
i1
Cytoplasmic
i2
Location of G
i3
COOH-
细胞生物学—细胞信号转导
细胞生物学—细胞信号转导
腺苷酸环化酶
细胞生物学—细胞信号转导
蛋白激酶A
细胞生物学—细胞信号转导
环腺苷酸磷酸二酯酶
细胞生物学—细胞信号转导
➢ cAMP信号通路的传递过程——Gs调节模型 配体（信号分子）→受体→G蛋白→环化酶→cAMP（第二信使）→
蛋白激酶A（protein kinase A,PKA）→基因调控蛋白→基因转录。
细胞生物学—细胞信号转导
磷脂酰肌醇信号通路
胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，激活 质膜上的磷脂酶C（PLC-β），使质膜上4，5-二磷酸磷脂 酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二 酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号。
细胞生物学—细胞信号转导
细磷胞脂生酰肌物醇学—细胞信磷号脂转酰肌导醇-4,5-双磷酸
离子通道型受体是一类自身为离子通道的受体，即配体门通道 （ligand-gated channel）。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。
离子通道型受体分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺 的受体，和阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受体。
细胞生物学—细胞信号转导
G蛋白耦联型受体 三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory