细胞信号转导基础

细胞信号转导（cellular signal transduction，cell signaling）
针对外源性信号所发生的细胞内各种分子活性的变 化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改 变细胞功能的过程，称为细胞信号转导。
细胞间信号转导的作用方式:
1.内分泌型 2.旁分泌型 3.自分泌型 4.其他类型:包括接触依赖型、突触型和缝隙
（二）受体
根据受体在细胞中的位置，将其分为两大类。 1.细胞膜受体 2.细胞内受体
细胞膜受体（membrane receptor）分类
1.离子通道受体 2. G蛋白偶联受体 3. 酶耦联受体:1）酪氨酸蛋白激酶受体（tyrosine
protein kinase receptor,TPKR）;2）非酪氨酸蛋 白激酶受体，包括5种亚类：酪氨酸激酶耦联受体、 受体丝氨酸/苏氨酸激酶、组氨酸激酶耦联受体、 受体鸟苷酸环化酶、类受体酪氨酸去磷酸酶等。
与之结合的GTP分解形成GDP。 3）其本身的构象改变可进一步激活（或抑制）效应蛋白，改
变后者活性。 对G蛋白激活后的精确反应，由特定的α，β，γ亚型和下游靶
分子的特殊亚型同时控制。
G结构的共同特点
1.具有结合受体并受其活化调节的位点 2.具有与亚基相结合的位点。 3.具有与靶蛋白结合的位点。 4.具有GDP或GTP结合的位点。 5.具有GTP酶的活性位点。 6.具有ADP核糖基化位点和毒素修饰位点。
Ceramide。 3）无机物，如Ca2+，NO，（CO），（H2S）等。
作为信号转导分子的酶类
1）蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 2）蛋白酪氨酸激酶 3）蛋白组氨酸/赖氨酸/精氨酸激酶 4）蛋白色氨酸激酶 5）蛋白天冬氨酰基/谷氨酰基激酶
作为信号转导分子的调节蛋白
1）G蛋白 2）衔接蛋白 3）转录因子（反式作用因子）？
连接型等。
第一节 信号转导的概述
一、信号分子与受体 （一）信号分子（signal molecule） 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信号分子。
信号分子的特点是具有特异性、高效性和可被灭 活，但不具备酶活性，唯一的功能是与靶细胞的 受体结合，通过信号转换机制把细胞外信号转变 为细胞内信号。 广义的信号分子概念 狭义的信号分子概念
（二）G蛋白耦联受体信号转导的基本过程
1.配体结合受体并激活受体 2.G蛋白活化及G蛋白循环 3.G蛋白激活下游效应分子 4.第二信使的产生及分布变化 5.第二信使激活蛋白激酶进而活化效应蛋白
（三）AC-cAMP-PKA信号转导途径 和PLC-IP3/DG信号转导途径
AC-cAMP-PKA信号转导途径
第二节 主要信号转导途径
一、G蛋白耦联受体信号转导途径 （一）G蛋白简介 G蛋白:一般是指任何可与鸟苷酸结合的蛋白质的总称。 与膜受体耦联的G蛋白的共同特征是： 1）由α，β，γ等3个不同的亚单位构成的异聚体。各种G蛋白
亚基中α 亚基差别最大。 2）具有结合GTP或GDP的能力，并具有GTP酶活性，能将
P
P
源自文库
P
Adaptor protein
TPK
细胞内受体（intracellular receptor）
I型核受体（NR-I） II型核受体（NR-II）
（三）、受体与信号分子的结合特点
1）结合的饱和性 2）结合的高亲和性 3）高度专一性 4）结合的可逆性 5）特定的作用模式
二、信号转导的基本过程
该途径以靶细胞内cAMP浓度改变和激活蛋白激酶A(PKA）为主要特征。 是激素调节物质代谢的主要途径。
第二信使具有的特点:
1）在细胞中的浓度或分布可迅速改变，即可在短时 间内迅速增长，短时间内又可迅速灭活;
2）不位于能量代谢途径的中心； 3）阻断该分子的变化可以阻断细胞细胞对外源信号
的反应； 4）作为变构效应剂作用于细胞内相应的靶分子。
第二信使的种类
1）环核苷酸，如cAMP，cGMP 2）脂类衍生物，如DAG，IP3（？），PIP3，
G蛋白偶联受体结构
N
胞外
G蛋白 偶联区
胞浆
C
富
免
含
疫
Cys 区
球 蛋 白
段
样
序
列
TPK
EGF受体 IGF-Ⅰ受体 EGF:表皮生长因子 IGF-Ⅰ:胰岛素样生长因子- Ⅰ
激 酶 插 入 序 列
PDGF受体 FGF受体
PDGF:血小板衍生生长因子
FGF:成纤维细胞生长因子
TPK
P
P
P
P
P
P
P
P
P
衔接蛋白的互作（interaction）结构域
1.SH2结构域（Src homology 2 domail） 约由100个氨基酸残基组成，可识别和结合SH2结合位点。
SH2结合位点由蛋白质分子中的磷酸化酪氨酸及相邻的3-6 个氨基酸残基所构成 2.SH3结构域（Src homology 3 domain） 由50个氨基酸残基组成，能识别和结合蛋白质分子中富含脯 氨酸的序列。 3.PH结构域（pleckstrin homology domain） 约由120个氨基酸残基组成，可与磷脂酰肌醇衍生物等结合。 4.PTB结构域（phosphotyrosine binding domain） 约由120个氨基酸残基组成，该结构域也可以识别一些含磷 酸化酪氨酸的位点 …………….
（一）信号转导的基本过程 （二）细胞内信号转导相关分子 信号转导分子（signal transducer）:在细胞信号
转导途径中，能够在细胞内传递特定调控信号的 化学物质称为信号转导分子或细胞内信号分子。 1.第二信使 2.酶分子 3.调节蛋白
第二信使（second messenger）
第二信使为第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生 的信息分子，第二信使将获得的信息增强，分化， 整合并传递给效应器才能发挥特定的生理功能或 药理效应。
G蛋白（G protein）
鸟苷酸结合蛋白称为G蛋白。 G蛋白在细胞内广泛存在，参与细胞信号转导的G蛋
白有三聚体G蛋白和小G蛋白两大类。 小G蛋白主要包括Ras家族、Rho家族和Rab家族。
衔接蛋白（adapter protein）
衔接蛋白也称为接头蛋白，连接上游和下 游信号转导分子，通过变构效应激活下游 分子，其结构基础是含有蛋白质相互作用 结构域，功能是募集和组织信号转导复合 物。