分子生物学 第8章 细胞信号转导_PPT幻灯片
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细胞的信号转导(共22张PPT)
神经肌肉接头 乙酰胆硷
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
7
（二）电压门控离子通道 1、涵义
接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子 跨膜流动将信号转导到细胞内部。
2、信号转导过程
刺激 细胞膜电位的变化 电
压门控离子通道开放或关闭
离子内流或外流
新信号形成
8
Na+通道和K+通道通道作用示意图
9
（三）机械门控通道
1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程
Na+通道和K+通道刺通道激作用示信意图号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电
位变化→膜内信息→细胞功能改变 几种主要的跨膜信号转导方式
Na+通道和K+通道通道作用示意图 几种主要的跨膜信号转导方式
几种主要的跨膜信号转导方式
离子内流或外流
新信号形成
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变
内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部
位； 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋
白。
11
2）G蛋白（ GTP结合蛋白）
耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ
三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位 点和GTP酶活性。
非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合 一分子的GDP；
磷酸二脂酶(PDE) 磷脂酶A2等
B、 离子通道:
14
4）第二信使：
它是激素、递质、细胞因子等信号分 子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因 子，间接地把细胞外信号转入细胞内。
包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸 肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
7
（二）电压门控离子通道 1、涵义
接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子 跨膜流动将信号转导到细胞内部。
2、信号转导过程
刺激 细胞膜电位的变化 电
压门控离子通道开放或关闭
离子内流或外流
新信号形成
8
Na+通道和K+通道通道作用示意图
9
（三）机械门控通道
1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程
Na+通道和K+通道刺通道激作用示信意图号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电
位变化→膜内信息→细胞功能改变 几种主要的跨膜信号转导方式
Na+通道和K+通道通道作用示意图 几种主要的跨膜信号转导方式
几种主要的跨膜信号转导方式
离子内流或外流
新信号形成
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变
内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部
位； 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋
白。
11
2）G蛋白（ GTP结合蛋白）
耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ
三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位 点和GTP酶活性。
非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合 一分子的GDP；
磷酸二脂酶(PDE) 磷脂酶A2等
B、 离子通道:
14
4）第二信使：
它是激素、递质、细胞因子等信号分 子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因 子，间接地把细胞外信号转入细胞内。
包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸 肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。
《细胞信号转导》课件
1
激活物
激活物是引发细胞信号传递的触发因素。
2
受体
受体是细胞上识别和结合信号的蛋白质。
3
信使分子
信使分子是传递信号的分子信使，如细胞内嵌合蛋白和化学物质。
细胞信号传递的途径
细胞信号传递可以通过不同的途径实现，例如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体和泛素样修饰途径。
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体是一类可以与G 蛋白相互作用并激活细胞信号 传递的受体。
基因调控
通过激活或抑制特定基因的转录来调节
蛋白激酶级联反应
2
细胞的功能和行为。
一系列蛋白激酶的级联反应，参与细胞
内复杂的信号转导网络。
3
细胞增殖、分化、凋亡
细胞信号转导可以调控细胞的增殖、分 化和凋亡等生物学过程。
细胞信号传递的调控
细胞信号传递可以通过酶促修饰、反式调控和基因转录控制等方式进行调控。
基本过程
细胞信号转导包括信号传递、信号放大、信号 整合和信号传导。
细胞信号转导的类型
细胞信号转导可以分为内源性信号和外源性信号两种类型。
1 内源性信号
来自细胞内部的信号，如细胞自身合成的分 子信号。
2 外源性信号
来自细胞外部的信号，如激素、生长因子和 神经递质等。
细胞信号传递的参与者
细胞信号传递涉及多个参与者，包括激活物、受体和信使分子。
《细胞信号转导》PPT课 件
# 细胞信号转导
细胞信号转导是细胞内外相互作用的关键过程，它们通过一系列复杂的分子 信号传递调控细胞的功能和行为。
什么是细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调节其生理反应和行为的过程。
定义
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调 节其生理反应和行为的过程。
细胞生物学PPT第八章_细胞信号转导PPT课件
至少2个Ca2+
钙调蛋白
活化的钙调蛋白和靶蛋白结合后， 发生重大构型变化
6）钙调蛋白激酶（CaM-K）
Ca2+-独立状态 50-80% 活化
蛋白质磷酸酶
抑制结构域
催化结构域
完全活化
自身磷酸化
活化的 CaM-K
外界信号分子
质膜上受体肌醇酯 （磷脂酰肌醇－4、5－二磷酸PIP2）
1、4、5三磷 磷脂酶水解 酸肌醇IP3
一、G蛋白耦联受体-“蛇形受体”的结构与激 活 1、受体
2. G蛋白-负责传递来自受体的信息
G-蛋白质 三聚体
G-蛋白 质的激活 造成亚基 卸解分离
受体蛋白
无活性G-蛋白
信号分子
被激活的G-蛋白亚基
激活的 a 亚基
激活的 b/g 亚基
a-亚基的内在GTP酶活性使之失活
靶蛋白
激活的a亚基
a亚基激活其靶蛋白
GTP酶 活化蛋 白
鸟苷酸释 GRF 放因子
（如GRF）
3.RTK-Ras信号通路
GRF
MAPk: Mitogen-activated protein kinase （促分裂原活化蛋白质激酶）
在哺乳动物里 称为 Raf
改变一些蛋白质的活性
改变基因表达状况
在哺乳动物里 称为 MEK
一般俗称为 p38
• 信号蛋白组成的信号传递链
（三）细胞信号转导系统的主要特性
第二节 通过细胞内受体介导的信号传递
一、胞内受体及其对基 因表达的调节：是激素 激活的基因调控蛋白。
转录激活功能域
配体结合功能域
DNA-结合功能域
抑制性蛋 白
无活性的细胞核受体
辅激发蛋白
钙调蛋白
活化的钙调蛋白和靶蛋白结合后， 发生重大构型变化
6）钙调蛋白激酶（CaM-K）
Ca2+-独立状态 50-80% 活化
蛋白质磷酸酶
抑制结构域
催化结构域
完全活化
自身磷酸化
活化的 CaM-K
外界信号分子
质膜上受体肌醇酯 （磷脂酰肌醇－4、5－二磷酸PIP2）
1、4、5三磷 磷脂酶水解 酸肌醇IP3
一、G蛋白耦联受体-“蛇形受体”的结构与激 活 1、受体
2. G蛋白-负责传递来自受体的信息
G-蛋白质 三聚体
G-蛋白 质的激活 造成亚基 卸解分离
受体蛋白
无活性G-蛋白
信号分子
被激活的G-蛋白亚基
激活的 a 亚基
激活的 b/g 亚基
a-亚基的内在GTP酶活性使之失活
靶蛋白
激活的a亚基
a亚基激活其靶蛋白
GTP酶 活化蛋 白
鸟苷酸释 GRF 放因子
（如GRF）
3.RTK-Ras信号通路
GRF
MAPk: Mitogen-activated protein kinase （促分裂原活化蛋白质激酶）
在哺乳动物里 称为 Raf
改变一些蛋白质的活性
改变基因表达状况
在哺乳动物里 称为 MEK
一般俗称为 p38
• 信号蛋白组成的信号传递链
（三）细胞信号转导系统的主要特性
第二节 通过细胞内受体介导的信号传递
一、胞内受体及其对基 因表达的调节：是激素 激活的基因调控蛋白。
转录激活功能域
配体结合功能域
DNA-结合功能域
抑制性蛋 白
无活性的细胞核受体
辅激发蛋白
《细胞信号转导》课件
03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
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。
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。
第08章细胞信号转导-PPT精选文档
接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信
号转导为胞内细胞信号，最终调节特定基因的表达， 引起细胞的应答反应的系列过程。
细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的
8
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
（二）信号分子与受体
1.信号分子
概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。 化学信号：各类激素、局部介质和神经递质等。
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第八章 细胞信号转导
教学要求：
1.掌握细胞通讯与信号传递。 2.理解细胞内受体介导的信号转导。 3.掌握蛋白耦联受体介导的信号转导。 4.掌握酶连受体介导的信号转导。
5.了解信号的整合与控制。
教学安排：4课时
1
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第一节 概述
多细胞生物有赖于细胞通讯与信号传递, 以协调各种细胞 的功能，维持一个繁忙而有序的细胞社会。 单细胞生物有时也需要细胞通讯与信号传递。 一、细胞通讯
5
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
不同的细胞间通讯方式
6
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
跨膜细胞信号转导的一般步骤：
特定的细胞合成并释放信号分子 ↓扩散或血循环 靶细胞 ↓ 信号分子与靶细胞受体特异性结合→受体激活 ↓ 活化受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 ↓ 靶细胞功能、代谢或发育的改变。 ↓
15
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第二信使学说（second messenger theory）
胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它
作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，
信号的解除并导致细胞反应终止
7
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
号转导为胞内细胞信号，最终调节特定基因的表达， 引起细胞的应答反应的系列过程。
细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的
8
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
（二）信号分子与受体
1.信号分子
概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。 化学信号：各类激素、局部介质和神经递质等。
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第八章 细胞信号转导
教学要求：
1.掌握细胞通讯与信号传递。 2.理解细胞内受体介导的信号转导。 3.掌握蛋白耦联受体介导的信号转导。 4.掌握酶连受体介导的信号转导。
5.了解信号的整合与控制。
教学安排：4课时
1
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第一节 概述
多细胞生物有赖于细胞通讯与信号传递, 以协调各种细胞 的功能，维持一个繁忙而有序的细胞社会。 单细胞生物有时也需要细胞通讯与信号传递。 一、细胞通讯
5
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
不同的细胞间通讯方式
6
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
跨膜细胞信号转导的一般步骤：
特定的细胞合成并释放信号分子 ↓扩散或血循环 靶细胞 ↓ 信号分子与靶细胞受体特异性结合→受体激活 ↓ 活化受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 ↓ 靶细胞功能、代谢或发育的改变。 ↓
15
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
第二信使学说（second messenger theory）
胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它
作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，
信号的解除并导致细胞反应终止
7
细胞生物学—第八章 细胞信号转导
细胞信号转导PPT课件
例如 生长因子、 前列腺素等。
目录
自分泌信号(autocrine signal)
有些细胞间信息物质能对同种细胞或分 泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信号 (autocrine signal)
例如 生长因子 肿瘤的形成
目录
神经递质（突触分泌信号，synaptic signal） 特点 由神经元细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用时间较短。
产生的CO
具有鸟苷酸环化酶活性的受体结构
目录
NO, 可活化可溶性GC，并 抑制磷酸二酯酶活性，从而使 细胞内cGMP浓度升高。再通 过cGMP依赖的蛋白激酶G （PKG）发挥生理功能
硝酸甘油治疗心绞痛具有百年 的历史，其作用机理是在体内 转化为NO，可舒张血管，减轻 心脏负荷和心肌的需氧量 。
NO relaxes vascular smooth muscle
蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 PKA PKG PKC MAPK 蛋白酪氨酸激酶 PTK 三、信号转导蛋白可通过蛋白质相互作用传递信号 P388
异源三聚体G蛋白 低分子质量G蛋白
目录
第三节
细胞受体介导的细胞内信号转导
Signal Pathways Mediated by Different Receptors
细胞信号转导
目录
概述
外界环境变化时 单细胞生物 —— 直接作出反应 多细胞生物 ——通过细胞间复杂的信号传递 系统来传递信息，从而调控机体活动。
目录
细胞信息传递方式 ① 通过相邻细胞的直接接触 ② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细
胞的代谢和功能 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质
目录
目录
内分泌信号，endocrine signal
目录
自分泌信号(autocrine signal)
有些细胞间信息物质能对同种细胞或分 泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信号 (autocrine signal)
例如 生长因子 肿瘤的形成
目录
神经递质（突触分泌信号，synaptic signal） 特点 由神经元细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用时间较短。
产生的CO
具有鸟苷酸环化酶活性的受体结构
目录
NO, 可活化可溶性GC，并 抑制磷酸二酯酶活性，从而使 细胞内cGMP浓度升高。再通 过cGMP依赖的蛋白激酶G （PKG）发挥生理功能
硝酸甘油治疗心绞痛具有百年 的历史，其作用机理是在体内 转化为NO，可舒张血管，减轻 心脏负荷和心肌的需氧量 。
NO relaxes vascular smooth muscle
蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶 PKA PKG PKC MAPK 蛋白酪氨酸激酶 PTK 三、信号转导蛋白可通过蛋白质相互作用传递信号 P388
异源三聚体G蛋白 低分子质量G蛋白
目录
第三节
细胞受体介导的细胞内信号转导
Signal Pathways Mediated by Different Receptors
细胞信号转导
目录
概述
外界环境变化时 单细胞生物 —— 直接作出反应 多细胞生物 ——通过细胞间复杂的信号传递 系统来传递信息，从而调控机体活动。
目录
细胞信息传递方式 ① 通过相邻细胞的直接接触 ② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细
胞的代谢和功能 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质
目录
目录
内分泌信号，endocrine signal
细胞生物学第八章细胞信号转导ppt课件
（1）根据靶细胞上受体存在的部位，可将手提取分为
细胞内受体：位于细胞质基质或核基质中，主要是别和结合小
的脂溶性信号分子。
细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子。
（2）根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同，细胞报名受体分属 三大家族（尤凯他们详细讲述）
① 离子通道耦联受体
② G蛋白耦联受体
再有就是一种细胞具有一套多种类型的受体，应答多种不同的 胞外信号从而启动细胞不同生物学效应。
（4）第二信使和分子开关
第二信使：是指在胞内产生的小分子，其浓度变化应应答胞外信号 与细胞表面受体的结合，并在细胞信号转导中行使功能。（cAMP、 cGMP、Ca2+、二酰甘油DAG、1,4,5—肌醇三磷酸 IP3）
特性：
1、电荷选择性： 间隙连接的通透能力与底物所带电荷有关。
2、组织特异性：
由不同连接蛋白所构成的连接子，在导电率、通透性
和可调控方面是不同的。由不同连接蛋白组成的异聚体连接子一般具有通透
功能，但在有些情况下却没有通透功能。如：Cx43与Cx40连接蛋白形成间隙
连接时，连接子没有通透功能。
3、动态结构：
（二）信号分子与受体
1、信号分子：是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号诸如各 类激素、局部介质和神经递质等，以及物理信号诸如声、光、电和 温度变化等。
亲水性和亲脂性信号分子
根据信号分子的溶解性可分为亲水性和亲脂性两类。亲水性信号分子 的主要代表是神经递质、含氮类激素(除甲状腺激素)、局部介质等， 它们不能穿过靶细胞膜，只能通过与细胞表面受体结合，再经信号转 换机制，在细胞内产生“第二信使”(如cAMP)或激活膜受体的激酶活 性(如蛋白激酶)，跨膜传递信息，以启动一系列反应而产生特定的生 物学效应。
细胞信号转导PPT演示课件
Department of Biochemistry & Molecular Biology
甾体激素NR
类别
非甾体激素NR
Байду номын сангаас孤儿NR
被领养的孤儿NR
未被领养的孤儿NR （配体不明或不需要）
NR的分类
成员 糖皮质激素受体 盐皮质激素受体
雄激素受体 雌激素受体 孕激素受体 甲状腺激素受体
维甲酸受体
维生素D3 受体
配体 糖皮质激素 盐皮质激素
雄激素 雌激素 孕激素 甲状腺激素
全反式维甲酸
维生素D3
PPARα PPARγ PPARβ/δ
FXR LXRs PXR RXRs CAR RORs HNF4 ERR SXR SF-1 COUP-TFs GCNF Nor1 Nurr1 Nurr77 PNR TR2/4 Rev-erbs TLX
Clinical tips
➢Why glucocorticoid( 糖 皮 质 激 素 ) can promote glyconeogenesis(糖异生) in hypoglycaemia(低血糖)？
➢Why thyroxin deficiency can result in cretinism(呆小 症 ), and much higher level of thyroxin is closely associated with the hypermetabolism( 高 代 谢 ) in hyperthyroidism (甲亢)?
domain（配体依赖性转录激活功能域）
Nomenclature of NR
➢ 1999年，NR命名委员会根据NR的C和E结构域的同源性对NR 进行了系统命名，用NRXYZ来表示，其中NR表示核受体，X 和Z是阿拉伯数字，Y是大写英文字母。X代表NR的亚家族， Y代表亚家族中的组别，Z代表组别中的成员。 例如：FXR:NR1H4; LXRα:NR1H3; LXRβ:NR1H2.
甾体激素NR
类别
非甾体激素NR
Байду номын сангаас孤儿NR
被领养的孤儿NR
未被领养的孤儿NR （配体不明或不需要）
NR的分类
成员 糖皮质激素受体 盐皮质激素受体
雄激素受体 雌激素受体 孕激素受体 甲状腺激素受体
维甲酸受体
维生素D3 受体
配体 糖皮质激素 盐皮质激素
雄激素 雌激素 孕激素 甲状腺激素
全反式维甲酸
维生素D3
PPARα PPARγ PPARβ/δ
FXR LXRs PXR RXRs CAR RORs HNF4 ERR SXR SF-1 COUP-TFs GCNF Nor1 Nurr1 Nurr77 PNR TR2/4 Rev-erbs TLX
Clinical tips
➢Why glucocorticoid( 糖 皮 质 激 素 ) can promote glyconeogenesis(糖异生) in hypoglycaemia(低血糖)？
➢Why thyroxin deficiency can result in cretinism(呆小 症 ), and much higher level of thyroxin is closely associated with the hypermetabolism( 高 代 谢 ) in hyperthyroidism (甲亢)?
domain（配体依赖性转录激活功能域）
Nomenclature of NR
➢ 1999年，NR命名委员会根据NR的C和E结构域的同源性对NR 进行了系统命名，用NRXYZ来表示，其中NR表示核受体，X 和Z是阿拉伯数字，Y是大写英文字母。X代表NR的亚家族， Y代表亚家族中的组别，Z代表组别中的成员。 例如：FXR:NR1H4; LXRα:NR1H3; LXRβ:NR1H2.
细胞信号转导的分子机制 ppt课件
PPT课件
33
目录
导致胞液游离Ca2+浓度升高的反应有两种： 一是细胞质膜钙通道开放，引起钙内流； 二是细胞内钙库膜上的钙通道开放，引起钙释放。
胞液Ca2+可以再经由细胞质膜及钙库膜上的钙 泵（Ca2+-ATP酶）返回细胞外或胞内钙库，以 消耗能量的方式维持细胞质内的低钙状态。
PPT课件
34
第十九章
细胞信号转导的分子机制
The Molecular Mechanism of Cellular Signal Transduction
细胞通讯
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 （ signal transduction）。
目录
3．钙调蛋白不是钙离子的唯一靶分子
Ca2+还结合PKC、AC和cAMP-PDE等多种信 号转导分子，通过别构效应激活这些分子。
PPT课件
36
目录
（五）NO等小分子也具有信使功能
NO合酶介导NO生成
H2N
+
NH2
NH
+
H2N COO-
精氨酸
NO合酶
H2N O NH
＋ NO
+
H2N COO-
PPT课件
10
目录
（三）受体与配体的相互作用具有共同的特点
•高度专一性 • 高度亲和力
• 可饱和性 • 可逆性 • 特定的作用模式
配体-受体结合曲线
PPT课件
11
目录
三、细胞内信号转导具有多条信号通路 并形成网络调控
细胞内存在多种信号转导分子，这些分子依次相互识别、相互 作用，有序地转换和传递信号。由一组分子形成的有序分子变 化被称为信号转导通路或信号转导途径。
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胍氨酸
nNOS cNOS
eNOS
NOS I NOS III
iNOS NOS II
NO在细胞内外可产生多种生理、病理效应
脑和外周神经系统的神经递质 肌肉松驰作用 参与自然免疫
抑制血小板的粘附、活化和聚集 NO的许多病舒理张作血用管都，与参它与作血用压于调血节管内皮细胞有 密切关系。内皮细胞和神经元中的NO合酶都可以受 钙离子激活
寡聚体形成的 孔道 4个
神经递质、激 素、趋化因子 外源刺激（味 、光）
单体
7个
离子通道
激活G蛋白
单次跨膜受体 （酶偶联受体）
生长因子 细胞因子
具有或不具有催化活性 的单体 1个
激活酶或衔接蛋白
细胞应答
去极化与超极 化
去极化与超极化、 调节蛋白质的功能和表பைடு நூலகம்
调节蛋白质功能 达水平，调节细胞分化
和表达水平
受体 受体的作用特点 受体的分类
胞内应答反应分子
受体：
靶细胞膜或细胞内一类特殊的分子 或分子复合物，它们能识别信息物质并 与之结合，产生信息传递效应。
简言之：受体即细胞的外界信息接 受装置。
化学本质：蛋白质或多糖
受体， Receptors
人类基因组中编码受体的基因约为5% 细胞分泌化学信号
受体
高度专一性 高度亲和力 可饱和性 可逆性 特定的作用模式
小分子信使
三磷酸肌醇（IP3） 二脂酰甘油（DAG） Ca2+ cAMP和cGMP NO CO H2S ……
蛋白分子信使
GTP结合蛋白 蛋白激酶 转录因子 衔接蛋白 ……
体内NO合成途径
H2N
+
NH2
NH
NO synthase
H2N O
NO合酶
NH
(NOS)
＋ NO
+
H2N COO-
精氨酸
+
H2N COO-
腺苷酸
（1） ATP 环化酶
鸟苷酸
(2) GTP 环化酶
cAMP cGMP
cAMP PDE
cGMP PDE
AMP GMP
PLC (3) PIP2
IP3 + DAG
(4) 钙离子分布变化（钙通道和钙泵）
腺苷酸环化酶
adenylate cyclase, AC
膜结合的糖蛋白 分为8型同工蛋白
胞内信号转导分子（细胞内信使）
和增殖
参与信号转导的分子种类
信号接收分子 胞内信号转导分子 胞内应答反应分子
信息物质按照生成以及发挥作用时所处的空间位置分类
第一信使（first messenger） 在细胞外或细胞间负责传递信息的物质
第二信使（second messenger） 在细胞质负责传递信息的物质
第三信使（third messenger） 在细胞核负责传递信息的物质
•问题1 细胞间通讯
细胞在整体和细胞水平如何与环境协调？
•问题2 细胞信号转导
细胞信号如何在细胞内引起变化？
•问题3 细胞信号转导分子
参与信号转导的分子种类？
•问题4 细胞信号转导通路和网络
信号转导分子的作用机制？
Three ways of cell signaling
细胞间隙连接 细胞表面分子介导通讯
蛋白质构象变化原因
（1） 蛋白分子的化学修饰 (chemical modification) 磷酸化/去磷酸化 (phosphorylation/dephosphorylation) 乙酰化/去乙酰化 （acylation/deacylation)
（2） 小分子信使的变构效应
（3） 蛋白分子之间的相互作用
信号接收
Signal transduction
network
信号转导 应答反应
m7G
NH2 AAAAA
Translation
转录因子 染色质相关蛋白 RNA加工蛋白 RNA转运蛋白 细胞周期蛋白
细胞骨架
问题 3 参与信号转导的分子种类？
参与信号转导的分子 （细胞内信息分子）
受体的作用
信号接收分子 胞内信号转导分子
胞内信号转导分子（细胞内信使）
小分子信使
蛋白分子信使
三磷酸肌醇（IP3） 二脂酰甘油（DAG） Ca2+ cAMP和cGMP NO CO H2S ……
GTP结合蛋白 蛋白激酶 转录因子 衔接蛋白 ……
小分子信使分子
反应 浓度迅速上升或下降细胞内分布改变 作用 作为变构剂影响蛋白质的构象
小分子信使及其代谢酶
类固醇激素、甲 状腺素、前列腺 素、维生素A、维 生素D 、脂类
膜受体 细胞内反应
胞核
胞内受体
脂溶性化学信号
细胞质膜
Signal transducer
介导信号在细胞内传递的所有分子
Signal transduction pathway 信号转导过程信号转导分子的排列方式
Signal transduction network 信号转导通路交叉联系形成的调控系统
细胞内关键大分子信号转导分子
（一）蛋白激酶与蛋白磷酸酶 （二）GTP结合蛋白及其调节分子 （三）接头蛋白及蛋白质相互作用的
调控结合结构域 (四）转录因子
The Phosphorylation Switch
ATP protein kinase ADP
substrate
Pi
P
P-substrate
protein phosphatase
化学信号介导通讯
细胞间隙连接 Gap Junction ,GJ GJ intercellular communication, GJIC
两个细胞间的 连接性结构 细胞间通道
生物学意义： 在局部对很少的信号发生迅速和充分反应
水溶性化学信号和脂溶性化学信号
水溶性化学信号
细胞因子 趋化因子 生物活性肽 氨基酸及其衍生物 核苷和核苷酸
人的基因组中编码蛋白激酶的基因约占3%
蛋白激酶分类
蛋白丝/苏 氨酸激酶
受环核苷酸（cAMP，cGMP）调节的，如PKA 受二脂酰甘油（DAG）调节的，如 PKC 受Ca2+/钙调蛋白调节的，如 CaM-K 丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK） 细胞周期素依赖蛋白激酶(CDK)
蛋白激酶与蛋白磷酸酶
蛋白质的磷酸化与去磷酸化是信号转导过程 中的最重要的调控方式，负责这一修饰调节的是
蛋白激酶 （protein kinase） 蛋白磷酸酶 (protein phosphatase)
蛋白激酶
是指能够将γ-磷酸基团从磷酸供体分 子上转移至底物蛋白的氨基酸受体上的一 大类酶。磷酸供体可以是ATP，也可以是 其它三磷酸核苷酸
受体
信号 受体
细胞反应
靶细胞接收信号
受体功能
（1）识别外源信息分子 （2）将配体的信号进行转
换，并传递至其它分子
水溶性化学信号
受体的分类
膜受体
膜受体 胞内受体
胞核
细胞内反应
脂溶性化学信号
胞内受体
细胞质膜
特性
内源性配体
结构 跨膜区段 数目 功能
三类膜受体的特点
离子通道受体
G蛋白偶联受体
神经递质
nNOS cNOS
eNOS
NOS I NOS III
iNOS NOS II
NO在细胞内外可产生多种生理、病理效应
脑和外周神经系统的神经递质 肌肉松驰作用 参与自然免疫
抑制血小板的粘附、活化和聚集 NO的许多病舒理张作血用管都，与参它与作血用压于调血节管内皮细胞有 密切关系。内皮细胞和神经元中的NO合酶都可以受 钙离子激活
寡聚体形成的 孔道 4个
神经递质、激 素、趋化因子 外源刺激（味 、光）
单体
7个
离子通道
激活G蛋白
单次跨膜受体 （酶偶联受体）
生长因子 细胞因子
具有或不具有催化活性 的单体 1个
激活酶或衔接蛋白
细胞应答
去极化与超极 化
去极化与超极化、 调节蛋白质的功能和表பைடு நூலகம்
调节蛋白质功能 达水平，调节细胞分化
和表达水平
受体 受体的作用特点 受体的分类
胞内应答反应分子
受体：
靶细胞膜或细胞内一类特殊的分子 或分子复合物，它们能识别信息物质并 与之结合，产生信息传递效应。
简言之：受体即细胞的外界信息接 受装置。
化学本质：蛋白质或多糖
受体， Receptors
人类基因组中编码受体的基因约为5% 细胞分泌化学信号
受体
高度专一性 高度亲和力 可饱和性 可逆性 特定的作用模式
小分子信使
三磷酸肌醇（IP3） 二脂酰甘油（DAG） Ca2+ cAMP和cGMP NO CO H2S ……
蛋白分子信使
GTP结合蛋白 蛋白激酶 转录因子 衔接蛋白 ……
体内NO合成途径
H2N
+
NH2
NH
NO synthase
H2N O
NO合酶
NH
(NOS)
＋ NO
+
H2N COO-
精氨酸
+
H2N COO-
腺苷酸
（1） ATP 环化酶
鸟苷酸
(2) GTP 环化酶
cAMP cGMP
cAMP PDE
cGMP PDE
AMP GMP
PLC (3) PIP2
IP3 + DAG
(4) 钙离子分布变化（钙通道和钙泵）
腺苷酸环化酶
adenylate cyclase, AC
膜结合的糖蛋白 分为8型同工蛋白
胞内信号转导分子（细胞内信使）
和增殖
参与信号转导的分子种类
信号接收分子 胞内信号转导分子 胞内应答反应分子
信息物质按照生成以及发挥作用时所处的空间位置分类
第一信使（first messenger） 在细胞外或细胞间负责传递信息的物质
第二信使（second messenger） 在细胞质负责传递信息的物质
第三信使（third messenger） 在细胞核负责传递信息的物质
•问题1 细胞间通讯
细胞在整体和细胞水平如何与环境协调？
•问题2 细胞信号转导
细胞信号如何在细胞内引起变化？
•问题3 细胞信号转导分子
参与信号转导的分子种类？
•问题4 细胞信号转导通路和网络
信号转导分子的作用机制？
Three ways of cell signaling
细胞间隙连接 细胞表面分子介导通讯
蛋白质构象变化原因
（1） 蛋白分子的化学修饰 (chemical modification) 磷酸化/去磷酸化 (phosphorylation/dephosphorylation) 乙酰化/去乙酰化 （acylation/deacylation)
（2） 小分子信使的变构效应
（3） 蛋白分子之间的相互作用
信号接收
Signal transduction
network
信号转导 应答反应
m7G
NH2 AAAAA
Translation
转录因子 染色质相关蛋白 RNA加工蛋白 RNA转运蛋白 细胞周期蛋白
细胞骨架
问题 3 参与信号转导的分子种类？
参与信号转导的分子 （细胞内信息分子）
受体的作用
信号接收分子 胞内信号转导分子
胞内信号转导分子（细胞内信使）
小分子信使
蛋白分子信使
三磷酸肌醇（IP3） 二脂酰甘油（DAG） Ca2+ cAMP和cGMP NO CO H2S ……
GTP结合蛋白 蛋白激酶 转录因子 衔接蛋白 ……
小分子信使分子
反应 浓度迅速上升或下降细胞内分布改变 作用 作为变构剂影响蛋白质的构象
小分子信使及其代谢酶
类固醇激素、甲 状腺素、前列腺 素、维生素A、维 生素D 、脂类
膜受体 细胞内反应
胞核
胞内受体
脂溶性化学信号
细胞质膜
Signal transducer
介导信号在细胞内传递的所有分子
Signal transduction pathway 信号转导过程信号转导分子的排列方式
Signal transduction network 信号转导通路交叉联系形成的调控系统
细胞内关键大分子信号转导分子
（一）蛋白激酶与蛋白磷酸酶 （二）GTP结合蛋白及其调节分子 （三）接头蛋白及蛋白质相互作用的
调控结合结构域 (四）转录因子
The Phosphorylation Switch
ATP protein kinase ADP
substrate
Pi
P
P-substrate
protein phosphatase
化学信号介导通讯
细胞间隙连接 Gap Junction ,GJ GJ intercellular communication, GJIC
两个细胞间的 连接性结构 细胞间通道
生物学意义： 在局部对很少的信号发生迅速和充分反应
水溶性化学信号和脂溶性化学信号
水溶性化学信号
细胞因子 趋化因子 生物活性肽 氨基酸及其衍生物 核苷和核苷酸
人的基因组中编码蛋白激酶的基因约占3%
蛋白激酶分类
蛋白丝/苏 氨酸激酶
受环核苷酸（cAMP，cGMP）调节的，如PKA 受二脂酰甘油（DAG）调节的，如 PKC 受Ca2+/钙调蛋白调节的，如 CaM-K 丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK） 细胞周期素依赖蛋白激酶(CDK)
蛋白激酶与蛋白磷酸酶
蛋白质的磷酸化与去磷酸化是信号转导过程 中的最重要的调控方式，负责这一修饰调节的是
蛋白激酶 （protein kinase） 蛋白磷酸酶 (protein phosphatase)
蛋白激酶
是指能够将γ-磷酸基团从磷酸供体分 子上转移至底物蛋白的氨基酸受体上的一 大类酶。磷酸供体可以是ATP，也可以是 其它三磷酸核苷酸
受体
信号 受体
细胞反应
靶细胞接收信号
受体功能
（1）识别外源信息分子 （2）将配体的信号进行转
换，并传递至其它分子
水溶性化学信号
受体的分类
膜受体
膜受体 胞内受体
胞核
细胞内反应
脂溶性化学信号
胞内受体
细胞质膜
特性
内源性配体
结构 跨膜区段 数目 功能
三类膜受体的特点
离子通道受体
G蛋白偶联受体
神经递质