细胞通讯和信号传递第3版略
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。
细胞生物学：第9章 细胞通讯与信号传递
G蛋白耦联的受体：
单条多肽形成7次跨膜α螺旋；其中螺旋5和6间 的胞内环状结构域是与G蛋白作用的位点；
G蛋白耦联的受体介导的3条细胞信号通路：
1. cAMP信号通路：又称PKA系统 •效应酶：腺苷酸环化酶 •在胞内形成的第二信使是： cAMP •cAMP通过激活蛋白激酶A（PKA）影响下游分子
2. 磷脂酰肌醇信号通路：又称PKC系统或双信使系统 •效应酶：磷脂酶C •在胞内形成的第二信使是： IP3和DAG •DAG通过激活蛋白激酶C (PKC) 来影响下游分子 •IP3释放Ca2+调控钙调蛋白引起细胞反应
信号分子：都是疏水的、脂溶性小分子 受体：是依赖激素激活的基因调控蛋白
受体的三大结构域：
失
活
HSP90
态
信号
激 活 态
HSP90
胞内受体蛋白家族
类固醇激素是一类亲脂性信号分子，可与胞内受体 结合，提高受体与DNA结合能力，增强基因转录
类固醇激素诱导的基因活化分两阶段：
初级反应阶段：直接激活少数特殊基因，反应迅速
通过与质膜结合的信号分子
３通过间隙连接/胞间连丝使细胞质互通
通过间隙连接使细胞质互通
分泌化学信号进行的通讯（普遍方式）
内分泌
旁分泌ห้องสมุดไป่ตู้
化学突触 自分泌
细胞间接触依赖性通讯
（三）细胞通信的组成元件
◆信号的发射 信号分子
◆信号的识别 受体
◆信号转导 胞内的第二信使
◆信号传递的放大与终止 分子开关
胞外信号分子 受体
“明星分子（star molecule）”：一氧化氮NO
20世纪80年代后期证实的唯一气体性信号分子
可以直接进入细胞激活相应的靶酶，参与体内 众多的生理病理过程
8[2]细胞生物学 第三版
![8[2]细胞生物学 第三版](https://img.taocdn.com/s3/m/8022d2a0fe4733687f21aa29.png)
靠信号蛋白具有的不同模式结合域与另一种相匹配的基序 识别与结合，在细胞内组装成不同的信号转导复合物，构 成细胞内信号传递通路的结构基础。
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细胞内受体介导的信号转导
● 与细胞内受体相互作用的信号分子是一些亲脂性小分子，可透过质膜。
● 在细胞内，受体与抑制性蛋白结合成复合物，处于非活化状态，信号分 子与受体结合，将抑制性蛋白从复合物上解离下来，从而受体通过暴露它 的DNA结合位点而被激活。受体有三个结构域：
的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影 响细胞的行为。
G蛋白是GTP结合调节蛋白，由α、β、γ三个亚基组成，βγ二聚体通过 共价结合锚于膜上起稳定α亚基的作用，α亚基具有GTP酶的活性，是 分子开关蛋白。当配体与受体结合，G蛋白解离，α亚基发生GDP与 GTP交换而Gα活化，结合并激活效应器蛋白，从而传递信号；Gα-GTP 水解形成Gα-GDP时，处于失活关闭态，终止信号传递，三聚体重新 组装。
细胞通讯（cell communication）：一个细 胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产 生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生 物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能， 控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须 的。
细胞通讯的方式
信号分子与受体
2021/8/4
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细胞通讯（cell communication）方式
cAMP浓度在细胞内的迅速调节是细胞应答胞外信号
的重要分子基础。2021/8Fra bibliotek417
cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）
PKA由2个调节亚基（R）和2个催化亚基（C）组成的 四 聚 体 ， 在 每 个 R 亚 基 上 有 2 个 cAMP 的 结 合 位 点 ， cAMP 与 R 亚 基 结 合 是 以 协 同 的 方 式 发 生 的 ， 第 一 个 cAMP的结合会降低第二个cAMP结合的解离常数，因 此胞内cAMP水平很小的变化就能导致PKA释放C亚基 并快速使激酶活化。
细胞生物学(第三版)复习课后题答案总结
第一章大题（细胞基本知识）1、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。
答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡及其调控；⑷基因组与后基因组学研究。
人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。
2、细胞生物学的概念和研究内容答：概念：细胞生物学是以细胞为研究对象, 从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。
细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。
从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。
研究内容：细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。
涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。
3、细胞的基本共性答：所有的细胞都有相似的化学组成；脂-蛋白体系的生物膜；DNA-RNA的遗传装置；蛋白质合成的机器—核糖体；一分为二的分裂方式。
4、细胞生存所需的最基本的细胞结构和功能。
答：细胞的生存必须具备细胞膜、核糖体、一套完整的遗传信息物质和结构。
功能：①细胞膜为细胞生命活动提供了相对稳定的环境；为DNA、RNA、蛋白质的复制、转录翻译提供了结合位点，使代谢反映高效而有序的进行；又为代谢底物的输入与代谢产物的排除提供了选择性物质运输的通道，其中伴随能量的传递。
②细胞核是遗传信息储存和表达的重要场所和指挥部，细胞的分裂、生长、分化、增值等一切生命活动均受细胞核遗传信息的指导调控。
细胞信号传递和通讯网络
组织器官的形成
通过细胞间信号传递调控细胞间的相 互作用和排列组合，形成具有特定结 构和功能的组织器官。
06
细胞信号传递和通讯网络的研究 展望
研究现状与挑战
研究现状
目前，细胞信号传递和通讯网络的研究已经深入到分子水平，揭示了多种信号分 子的作用机制和细胞通讯网络的复杂结构。
挑战
然而，由于细胞信号传递和通讯网络的复杂性和动态性，目前仍存在许多未知领 域和难题，如信号通路的交叉调控、细胞通讯的时空特异性等。
细胞之间通过胞间连接（如紧密 连接、缝隙连接等）直接传递信 号分子，以调节通讯网络。
通讯网络与细胞命运的决定
01
信号通路与基因表达的调控
信号通路能够调控基因的表达，从而影响细胞的增殖、分化、凋亡等命
运。
02
信号整合与细胞决策
细胞通过整合来自不同信号通路的信号，作出相应的细胞决策，如细胞
周期进程、细胞迁移等。
通过信号传递调控免疫细胞的基因表达和表观遗传修饰，形成免疫 记忆，实现再次免疫应答。
在发育生物学中的应用
细胞命运的决定
细胞信号传递参与调控细胞的增殖、 分化和凋亡等过程，决定细胞的命运 。
胚胎发育的调控
细胞信号传递在胚胎发育过程中发挥 重要作用，参与调控胚胎的形态发生 、器官形成和生长发育等过程。
未来研究方向与趋势
研究方向
未来，研究将更加注重细胞信号传递 和通讯网络的系统性、整体性和动态 性，探索信号通路之间的相互作用和 网络调控机制。
趋势
同时，随着新技术和新方法的不断发 展，如单细胞测序、高通量筛选、生 物信息学等，将为细胞信号传递和通 讯网络的研究提供更加精确和高效的 手段。
对生物医学领域的影响与意义
细胞信号和通讯
细胞信号和通讯人类由数以亿计的细胞组成，这些细胞负责着身体各个部分的功能和协调。
但是，这些细胞之间并不是孤立的，它们之间需要进行通讯才能实现有效的协作。
而这种细胞之间的通讯靠的是细胞信号。
细胞信号是一种在细胞之间传递信息的方式，它通过分子信使的形式传递信息，从而影响到细胞的行为和代谢。
由于细胞信号的复杂和多样性，我们需要将其分成几个部分来进行探究。
第一部分：细胞外分子信使细胞外分子信使是细胞信号传递的一种方式，它通过分子信使的形式传递信息。
一些分子信使包括激素、生长因子、细胞外基质分子等。
这些分子能够结合到受体细胞上，使受体细胞转发这些信息并告知细胞如何对这些信息进行反应。
例如，当一种激素结合到细胞表面的受体上时，受体会与膜内的信号传递分子相互作用，并转导到细胞质内。
这些信号在细胞内产生反应，最终导致细胞表现出特定的行为。
第二部分：细胞内信号传递细胞内信号传递是细胞接受到一种信号后，将其传递到其他细胞内部的一种过程。
当激素结合到细胞表面的受体上时，它会激活受体内部的酶结构。
这种酶又会激发细胞内的一些酶活动，并将信号传递到其他可调节的酶上。
这些可调节的酶负责的是细胞调节和控制的功能。
例如，一些细胞通过环核苷酸除去抑制剂的学习记忆分子，可使神经元发生广泛而强烈的整合作用。
在神经系统中，一个典型的细胞内信号传递过程涉及到一系列酶，钙离子，阳离子通道等。
第三部分：细胞信号传递的特点细胞信号传递有很多的特点。
例如，每一种信号链路都有其自身的调控和限制。
因此，在一些信号过程中，特定的调控机制对其进行调节和限制以避免不良反应。
此外，信号的形式也是多样的，例如，细胞外分子信使、蛋白质相互作用等形式。
细胞信号传递还具有可塑性，这使得细胞能够适应不同的环境和生长条件。
例如，在发育过程中，细胞可以根据不同的信号逐渐改变其类型和状态。
结论总的来说，细胞信号和通讯是复杂和多样的过程，其中涉及到多种分子信使和酶媒介的反应，这些反应可以传递信息，并控制细胞的生理状态和代谢。
细胞通讯与信号传递
第七章细胞通讯与信号传递第一节细胞通讯与细胞识别多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会，这种社会性的维持不仅依赖于细胞的物质代谢，还有赖于细胞通讯与信号传递，从而以不同的方式协调它们的行为，诸如细胞生长、分裂、死亡、分化及其各种生理功能。
一、细胞通讯细胞通讯（cell communication)是指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的反应。
细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长和分裂是必需的。
细胞以三种方式进行通讯：（1）细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯，这是多细胞生物包括动物和植物最普遍采用的通讯方式；（2）细胞间接触性依赖的通讯（contact-dependent signaling)，细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞；（3）细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联（见第四章有关间隙连接部分）。
细胞分泌化学信号的作用方式可分为：（1）内分泌（endocrine)，由内分泌细胞分泌信号分子（激素）到血液中，通过血液循环运送到体内各部位，作用于靶细胞。
（2）旁分泌（paracrine)。
细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞。
这对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能具有重要意义。
（3）自分泌（autocrine)。
细胞对自身分泌的物质产生反应。
自分泌信号常见于病理条件下，如肿瘤细胞合成和释放生长因子刺激自身，导致肿瘤细胞的增殖失控。
（4）通过化学突触传递神经信号（neur onal signaling)。
当神经元细胞在接受环境或其他神经细胞的刺激后，神经信号通过动作电位的形式沿轴突以高达100m/s的速度传至末梢，刺激突触前突起终末分泌化学信号（神经递质或神经肽），快速扩散（不到千分之一秒）作用于相距50nm的突触后细胞，影响突触后膜，实现电信号-化学信号-电信号转换和传导。
细胞生物学第三版重点总结
细胞⽣物学第三版重点总结第⼀章绪论⼀、细胞⽣物学的主要研究内容（⼀）细胞核、染⾊体以及基因表达的研究（⼆）⽣物膜与细胞器的研究（三）细胞⾻架体系的研究（四）细胞增值及其调控（五）细胞分化及其调控（六）细胞的衰⽼与凋亡（七）细胞的起源与进化（⼋）细胞⼯程⼆、细胞发现：英国胡克1665年发现死细胞；荷兰列⽂虎克1674年发现活细胞。
三、细胞学说基本内容及意义①所有⽣物体都是由细胞构成的；②细胞是⽣物体结构和功能的基本单位；③细胞是⽣命的基本单位；④新细胞来源于已存在的细胞。
※意义：细胞学说的建⽴，使细胞及其功能有了⼀个较为明确的定义，证实了⽣命体具有共同的结构基础和起源，促进了⾃然科学和哲学的进步。
第⼆章细胞的统⼀性与多样性⼀、细胞的基本共性1、所有的细胞都有相似的化学组成————————分⼦统⼀。
2、所有的细胞表⾯均有由磷脂双分⼦层与镶嵌蛋⽩质构成的脂-蛋⽩体系的⽣物膜－－－－－－细胞质膜。
3、所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体－——DNA-RNA的遗传装置。
4、作为蛋⽩质合成的机器─核糖体，毫⽆例外地存在于⼀切细胞内－－－－－－信息表达。
5、所有细胞的增殖都以⼀分为⼆的⽅式进⾏分裂。
————－繁殖后代。
⼆、真核细胞的基本结构体系（亚显微结构⽔平）1）以脂质和蛋⽩质为基础的⽣物膜结构体系：质膜、细胞核被膜、细胞器膜2）以核酸和蛋⽩质为主要成分的遗传信息表达系统。
1、DNA-蛋⽩质与RNA-蛋⽩质复合体形成遗传信息载体与表达系统；2、DNA与组蛋⽩构成了染⾊质与染⾊体的基本结构—核⼩体。
3、核仁：主要由DNA-蛋⽩质与RNA-蛋⽩质组成，主要功能是rRNA的转录与核糖体亚单位的装配。
核仁DNA主要是rDNA，是转录rRNA的摸板。
4、核糖体由rRNA与数种蛋⽩质构成，是蛋⽩质合成的场所。
3）由特异蛋⽩质分⼦装配构成的细胞⾻架系统。
是由⼀系列特异的结构蛋⽩装配⽽成的⽹架系统。
细胞通讯与信号传递【精品-ppt】
1.细胞的信号分子和受体
●细胞的信号分子
类型：
溶解性：亲脂性的信号分子 亲水性的信号分子
化学结构：短肽、蛋白质、气体分子等 产生和作用方式：内分泌激素、神经递质、局部
化学介导因子和气体分子
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
●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
三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein）简称G蛋白。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。
受体与配体（信号分子）间作用的主要特征 ①特异性； ②饱和性； ③高度的亲和力。
第二信使学说和分子开关
第二信使学说（second messenger theory）：
由Sutherland于70年代提出，并因此而获得诺贝尔奖。第 二 信使有cAMP、 cGMP、三磷酸肌醇、二酰基甘油等。
分子开关：①磷酸化和去磷酸化 Nhomakorabea3.细胞表面受体介导的信号传递
细胞表面受体的类型：
①离子通道型受体（ion-channel-linked receptor） ②G蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor） ③酶耦联的受体（enzyme-linked receptor）
介导的信号传递：
1. G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递
●信号通路（signaling pathway） 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转 导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答 反应的过程称为细胞信号通路。
06细胞通讯与信号传递54页PPT
反应的终止: • IP3 IP2 • IP3 IP4 • Ca2+ is puA）： cAMP与调节亚基 结合，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A 的活性。
2)cAMP信号转导途径
•激素→G蛋白偶联受 体→G蛋白→腺苷酸环 化酶→cAMP→cAMP依 赖的蛋白激酶A→调控 蛋白
PKA在骨骼肌细胞中的糖原代谢调控
PKA在细胞核中调节基 因表达
CRE
CRE: cyclic AMP response element
细胞间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯
1.细胞间隙连接
两个相邻的细胞以连接子相联， 允许小分子物质如Ca2+、cAMP通过， 有利于相邻细胞对外界信号的协同 反应。
2.膜表面分子接触通讯
• 是指细胞间通过表面受体与配体选择性 地相互作用，最终产生细胞应答的过程。
3.化学通讯
指细胞分泌一些化学物质(如激素)至细 胞外，作为信号分子作用于靶细胞。
CREB: CRE-binding protein
CBP: CREB-binding protein
3)cAMP 信号的终止 • ①环腺苷酸磷酸二酯酶 ：
降解cAMP生成5’-AMP， 起终止信号的作用。
Degredation of cAMP
• ② cAMP浓度的控制---Gi调节模型
6.磷脂酰肌醇途径
信 号 通 路
1 细胞信号分子(signal molecule)
1) 脂溶性 ： 可直接穿膜进入靶细胞。 2) 水溶性 ： 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。 3)气体分子（NO、CO）
种类：短肽、蛋白质、氨基酸、核苷酸、 脂类、胆固醇衍生物。
2 受体(receptor)
细胞通讯与信号传递
4.
• The Nervous and Endocrine Systems
• The pituitary脑垂体 gland (often called the master gland) is located in a small bony cavity at the base of the brain. A stalk links the pituitary to the hypothalamus, which controls release of pituitary hormones. The pituitary gland has two lobes: the anterior and posterior lobes. The anterior pituitary is glandular.
• The adrenal medulla consists of modified neurons that secrete two hormones: epinephrine and norepinephrine. Stimulation of the cortex by the sympathetic nervous system交感神经causes release of hormones into the blood to initiate the "fight or flight" response.
•The location and roles of the hypothalamus and pituitary glands. Images from Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition,
• Growth hormone (GH) is a peptide anterior pituitary hormone essential for growth. GHreleasing hormone stimulates release of GH. GH-inhibiting hormone suppresses the release of GH. The hypothalamus maintains homeostatic levels of GH. Cells under the action of GH increase in size (hypertrophy 肥大,过度生长, 过度增大) and number (hyperplasia增生, 数量性肥大). GH also causes
细胞信号传递和细胞通讯
通过研究细胞 信号传递和通 讯，发现新的 药物作用靶点， 为抗癌药物的 研发提供支持。
生物工程与生物制药
利用细胞信号 传递和通讯机 制，开发新型
生物药物。
利用细胞通讯 原理，实现细 胞治疗和基因
治疗。
利用细胞信号 传递机制，提 高生物药物的 疗效和安全性。
利用细胞通讯 和信号转导机 制，研究肿瘤 等疾病的发病 机理和治疗方
调整。
信号传递与通讯的相互调控
细胞通讯通过信号分子和受 体相互调控，实现细胞间的 信息交流。
信号分子可以激活或抑制受 体，从而调控细胞通讯过程。
信号传递是细胞通讯的基础， 通过信号分子传递信息。
细胞通讯的调控机制对于维 持细胞正常功能和机体稳态
具有重要意义。
信号传递与通讯的进化
信号传递与通讯 的起源：细胞通 讯的基本概念
基因敲入技术：将特定基因插入细胞基因组中，研究其在信号传递和通讯中的功能。
基因转录分析：利用分子生物学技术，检测细胞中特定基因的表达水平，分析其在信号传递 和通讯中的调控作用。
遗传学技术：利用基因编辑技术，对细胞基因组进行定点突变，研究特定基因突变对信号传 递和通讯的影响。
生物化学技术
免疫学技术：利 用抗体与抗原的 特异性结合，检 测细胞信号分子
信号分子
信号分子是细胞 间传递信息的化 学物质
信号分子可以与 细胞受体结合， 触发一系列生物 化学反应
信号分子有多种 类型，如激素、 神经递质和气体 分子等
信号分子在细胞 通讯中发挥着至 关重要的作用
受体蛋白
定义：受体蛋白是一类能够识别、结合生物信号分子的膜蛋白 作用：参与细胞信号转导，调节细胞生理功能 分类：离子通道型受体、G蛋白偶联型受体、酶联型受体等 特点：具有高选择性、高灵敏度、低噪声等特点
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2、信号转导(signal transduction)
强调信号的接受与放大
③ 靶细胞对信号分子的识别和检测；
④ 活化受体启动胞内一种或多种信号 转导途径； ⑤ 细胞内信号作用于效应分子，进行
逐步放大的级联反应，引起效应。
⑥信号的解除,细胞反应终止。
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
3.第二信使(second messengers) 与分子开关(molecular switches)
由细胞表面受体接受信号后转换而来的第 一个细胞内信号称为第二信使。 (p222)
cAMP、cGMP、1，2-二酰甘油 (diacylglycerol，DG)、1，4，5-三磷酸 肌醇(inosositol 1，4，5-trisphosphate， IP3)、Ca2+ 。
第八章 细胞信号转导 (cellular signal transduction)
细胞通讯和信号传递第3版略
第一节 概述
一、细胞通讯（cell communication) （P218） 一个细胞发出的信息通过介质传 递到另一个细胞并与靶细胞相应的受
体相互作用，然后通过细胞信号转导
产生胞内一系列生理生化变化，最终 表现为细胞整体的生物学效应的过程。
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
（二）细胞内信号蛋白的相互作用 借助蛋白质模式结合域（modular
binding domain）特异性介导。
细胞通讯和信号传递第3版略
（三）信号转导系统的主要特性
1、特异性 2、放大作用 3、信号终止或下调 4、细胞对信号的整合作用
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
在细胞内一系列信号传递的级联反应中， 对信号通路的激活或失活起调节作用的 蛋白质分子称源自分子开关(p224)。常见 的有两类：
蛋白激酶 GTP结合蛋白
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
G蛋白作为分子开关：G蛋白的活化和失活 细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
（一）方式 1 通过分泌化学信号进行 2 细胞间接触依赖性的通讯 （contact-dependent signaling) 3 通过间隙连接或胞间连丝使细胞
质相互沟通
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞分泌化学信号的作用方式
内分泌(endocrine) 旁分泌(paracrine) 自分泌(autocrine) 通过化学突触传递神经信号
细胞通讯和信号传递第3版略
信号传递的级联反应 细胞通讯和信号传递第3版略
信号转导的一般模式 细胞通讯和信号传递第3版略
（二）信号分子与受体(p220)
1.信号分子(signal molecule) 亲水性信号分子——神经递质、生长
因子、细胞因子、局部化学递质、大 多数激素，介导短暂的反应，与细胞 表面受体结合 *前列腺素为脂溶性，但不能穿过质膜， 与表面受体结合
细胞通讯和信号传递第3版略
• 亲脂性信号分子——甾类激素(皮 质醇、雌二醇和睾酮）和甲状腺素， 介导长时间的持续反应，与细胞内 受体结合
•气体信号分子——NO、CO、乙烯 等(p130)
细胞通讯和信号传递第3版略
2.受体(receptor)(p221)
（1）概念
一种能够识别和选择性结合某种配体
(信号分子)的大分子，多为糖蛋白， 至少包括两个功能区域：配体结合区域和
(neuronal signaling) 通过分泌外激素传递信息
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
两个与信号传递有关的概念
1、信号传导(cell signaling)P220 强调信号的释放与传递， 包括细胞通讯的前两个过程: ①信号分子的合成和释放； ②信号分子向靶细胞运输 。
锌指结构） 转录激活结构域（N端）
细胞通讯和信号传递第3版略
（A）细胞内受体蛋白作用模型; （B）几种胞细胞内通讯受和信体号蛋传递白第3超版略家族成员
甾类激素介导的信号通路
两步反应阶段：(p229) 初级反应阶段：直接活化少数特殊 基因转录，发生迅速； 次级反应：初级反应产物再活化其 它基因产生延迟的放大作用。
二、信号转导系统及其特性
（一）基本组成与信号蛋白
1、细胞表面受体介导的信号途径
特异性识别
信号跨膜转导
信号放大
细胞反应终止或下调
细胞通讯和信号传递第3版略
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2、参与信号传递的蛋白
①转乘蛋白（relay protein）
②信使蛋白（messenger protein）
③接头蛋白（adaptor protein）
细胞的命运取 决于对胞外信 号的特殊组合 进行程序性反 应
细胞通讯和信号传递第3版略
第二节 细胞内受体介导的信号转导
细胞通讯和信号传递第3版略
一、细胞内核受体及其对基因表达的调节
细胞内受体属于激素激活的基因调 控蛋白(p228)
激素结合位点（C端） DNA或Hsp90结合位点（富含Cys、
产生效应的区域。 细胞内受体 细胞表面受体
离子通道耦联受体 G蛋白耦联受体
酶连受体
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
面三 受种 体类
型 的 细 胞 表
（2）特点 ◆结合特异性 ◆效应特异性 ◆受体交叉(receptor crossover) ◆可逆性 ◆特定的组织定位 （3）类型 （4）反应的复杂性
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二、NO作为气体信号分子进入靶细胞 直接与酶结合
细胞通讯和信号传递第3版略
细胞通讯和信号传递第3版略
第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导
细胞通讯和信号传递第3版略
一、G蛋白偶联受体的结构和激活 (p231)
④放大和转导蛋白（amplifier and transducer protein）
⑤传感蛋白（transducer protein）
⑥分歧蛋白（bifurcation protein）
⑦整合蛋白（integrator protein）
⑧潜在基因调控蛋白（latent gene regulatory protein）