第九章 细胞信号转导

二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
配体与TPKR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
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
激活
催化 NO 合成酶
GTP
可溶性GC cGMP PKG 效应
四、甘油二酯、三磷酸肌醇和Ga2+的信号体系
磷脂酶C（phospholipaseC，PLC）：可被膜上的G蛋白活化， 催化膜上的，5-二磷酸酯酰肌醇（PIP2）分解成甘油二酯、三 磷酸肌醇。 第二信使：
甘油二酯（diacylglycel，DAG）
信号 + 通道受体
Ga2+（膜内） 乙酰胆碱 谷氨酸 NO p物质
激活
Ga2+/ 钙调素 激活 催化 NO 合成酶
组氨酸
活化 bradykinin GTP 可溶性GC cGMP PKG 效应
Ga2+（膜外）
信号 + 通道受体
Ga2+（膜内）
激活
Ga2+/ 钙调素
NO 活化
乙酰胆碱 谷氨酸 p物质 组氨酸 bradykinin
配体与TPKR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
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
配体与TPKR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
离子通道受体在结构上既与胞外信号 分子结合，同时又是离子通道，因此 具有受体与离子通道耦联的特点，所 以当离子通道型受体与配体结合后， 通道开启，离子迅速通过膜流入或流 出，在胞内产生离子流和电效应，导 致膜电位的变化。
2、G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体
由一条多肽链组成，其中带有7个疏 水越膜区域； 氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝 向细胞内基质； 氨基末端有糖基化的位点，羧基末端 的丝氨酸、苏氨酸为磷酸化的部位 ， 在蛋白激酶的作用下，可结合磷酸基 团。
二、作为这类受体的配体的主要类型
胰岛素 类胰岛素生长因子 血小板衍生生长因子 集落刺激因子 表皮生长因子
二、受体酪氨酸激酶
酶蛋白以跨膜结构形式存在于细胞膜上;
胞外的部分是配体结合区，起受体的作用； 细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的活性。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
细胞的信号转导 Cellular Signal Transduction
概论
• 从海绵到人体的所有多细胞生物的体内都存在着细胞间的 通讯，以协调身体各部分细胞的活动。 • 在高等动物中，神经系统、内分泌系统和免疫系统的运行， 都离不开细胞与细胞间的信号联系。 • 细胞与细胞间的信号转导，主要依赖化学分子即胞间信号
胞外信号分子的类型（根据与受体结合后所产生的 效应不同）：
激动剂：指与受体结合后能使细胞产生效应的物质。
Ⅰ型激动剂：与受体结合的部位与内源性配体相同，产生的细胞 效应与内源性配体相当或更强。 Ⅱ型激动剂：与受体结合的部位不同于内源配体，本身不能使细 胞产生效应，但可增强内源性配体对细胞的作用的物质。
1，4，5-三磷酸肌醇（inositol 1，4，5-triphosphate，IP3）
Ga2+
甘油二酯、三磷酸肌醇和Ga2+的信号体系
该体系的第一信使主要有：
多肽激素、生长因子、神经递质
(一）DAG活化蛋白激酶C（蛋白激酶C）
ห้องสมุดไป่ตู้
PIP2
配体 + 膜上PLC
活化
DAG PKC + Ga2+
磷酸化
包括激素、神经递质、药物、光子等;
细胞表面以及细胞内部有能接受这些化学信号分子的受体; 受体将信号分子所携带的信号转变为细胞内信号分子---第二信 使second messenger； 胞内信号的转导途径，最终转化为细胞的各种复杂的生物学效 应。
第一节 细胞外信号
化学信号分类：
激素：由内分泌细胞合成，经血液或淋巴循环到达机体各 部位的靶细胞。
配体
肾上腺素
受体
β-肾上腺受体
效应物
腺苷酸环化酶
生理效应
糖原水解
血清紧张素 光
IgE抗原复合物 f-Met肽 乙酰胆碱
血清紧张素受体 视紫红质
肥大细胞Ig-受体
腺苷酸环化酶
cGMP磷酸二酯酶
行为敏感好学 视觉兴奋
分泌 趋化性 降低起搏活性
磷脂酶C 磷脂酶C K+通道
趋化受体 毒蝇碱受体
G蛋白功能异常
底物蛋白酶磷酸化
（Na＋/H＋泵，引起胞内pH值升高）
生物学效应
（二）IP3动员细胞内Ga2+的释放
Ga2+（腔内）
PIP2 IP3 + ER膜上受体 （Ga2+通道） Ga2+（质内） Ga2+/钙调素 构象 变化
生物学效应
底物蛋白酶磷酸化
钙调素激活
上述过程是可逆的，当浓度低时，Ga2+/钙调素解离，细胞反应中止。 钙调素是特别重要的一类靶酶，被认为是记忆路径形成的一部分，用于应答 突触信号传递过程中所发生的细胞Ca2+脉冲，失去这种激酶的突变小鼠表现出明 显的记忆无能。
第三节 细胞内受体
。
一、cAMP信使体系 AC催化ATP → cAMP → cAMP活化PKA → PKA磷酸化 CREB → CREB结合相关基因的CRE区→在其他特异性转录
因子的调控下，启动基因的表达，产生各种生物学效应。
AC adenylate cyclase--腺苷酸环化酶, cAMP ---环单磷酸腺苷
PKA--- cAMP依赖性蛋白激酶
CREB---反应元件结合蛋白 基因的CRE区---序列为TGACGTCA
cAMP
在不同类型的细胞中游不同的靶蛋白被磷酸化。如：肾上
腺素； 在骨骼肌细胞，激活的PKA使与糖原分解代谢有关的酶磷 酸化，板动分解糖原生成葡萄糖的机制； 在脂肪细胞，使脂肪细胞分解代谢有关的酶磷酸化，从而
配体的概念
受体所接受的外界信号统称为配体（ Ligand ）。
包括神经递质、激素、生长因子、光子、某些化学物质及其他细 胞外信号。
不同配体作用于不同的受体而产生不同的生物学效应。
一、受体的种类
1、离子通道受体
烟碱型乙酰胆碱受体
5个亚单位α2βγδ在细胞膜上共同构成一 个通道； 每一个亚单位带有4-5个越膜区域； α亚单位的N末端具有乙酰胆碱结合部 位;
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
配体与TPKR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
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
离子通道 蛋白激酶
生物学效应
底物磷酸化
级联反应（cascade reaction）：信号传导通路中，催化某一步反应的蛋白 质由上一步反应的产物激活或抑制（即通过磷酸化获取磷酸，这样的过程叫 级联反应。
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、受体的作用特点
1、选择性的与特定配体结合
2、配体具备强的亲和力 3、受体-配体结合后显示可饱和性 4、受体-配体的结合具有可逆性 5、受体与配体的结合可通过磷酸化和去磷酸化进 行调节
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制
配体与TPKR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
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
三、NO
NO 合酶 l 精氨酸 NO + 瓜氨酸；
l NO 合酶是一种Ga2+/ 钙调素敏感性酶;
l NO 提高细胞内的cGMP 浓度.
NO产生的效应： 血管内皮细胞释放NO，应答神经末梢的刺激，NO扩 散进入靶细胞与靶蛋白结合，快速导致血管平滑肌舒张，从 而引起血管扩张、血流通畅。
Ga2+（膜外）
作用特点：距离远、范围大持续时间较长 。
包括胰岛素、甲状腺素和肾上腺素等;
神经递质：由神经元的突触前膜终端释放。
作用特点：作用时间短、作用距离短。
如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等。
局部化学介质：某些细胞产生并分泌的一大类活性物质。
作用特点：不进入血液而是通过细胞外液作用于附近靶细胞。
包括生长因子、前列腺素和一氧化氮等。
配体与TPKR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
→ 激活受体的激酶→在空间上形成一个或数个SH2结合位点→受体可与具有 SH2结构域的蛋白质结合并使之激活→激活的蛋白质进一步催化细胞内的生物
化学反应→把细胞外的信号传导到细胞内。
二、酪氨酸蛋白激酶型受体（TPKR）作用机制