核受体介导的信号转导通路
生理学基础讲义 第二章 细胞的基本功能
13
测得的静息电位值与计算所得的 EK 接近，而与 ENa 相差较远。但是，静息电位的实测值也并不等于 EK，而是略小于 EK，其原因是胞膜对 Na+也有一定的通透性。
9
（二）G 蛋白耦联受体
1.配体与受体 激活这类受体的配体包括儿茶酚胺、5‐羟色胺、乙酰胆碱、氨基酸类神经递质以及几乎所有的多肽和 蛋白质类神经递质和（或）激素（钠尿肽家族除外），还有光子、嗅质和味质等。这类受体均为称 7 次 跨膜受体。 2.G 蛋白 也称鸟苷酸结合蛋白，位于胞膜内侧面，是由α、β、γ三个亚单位构成的三聚体。其中，α亚单 位具有结合 GTP 或 GDP 的能力，还有 GTP 酶活性。G 蛋白平时无活性，配体与受体结合后使其激活。 失活态 G 蛋白呈αβγ三聚体‐GDP 复合物, 激活态 G 蛋白分为α亚单位‐GTP 复合物和βγ复合体两部 分。α亚单位发挥 GTP 酶活性，分解 GTP，则 G 蛋白又回到失活态。 3.G 蛋白效应器 包括腺苷酸环化酶(AC) 、磷脂酶 C(PLC)、磷脂酶 A2 (PLA2)和磷酸二酯酶(PDE)等。G 蛋白激活后， 可调节上述效应器酶的活性。这些酶的作用是催化生成（或分解）第二信使物质。 4. 第二信使 包括环磷酸腺苷（cAMP）、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油 (DG)、环磷酸鸟苷(cGMP)、Ca2+、花生 四烯酸(AA)及其代谢产物等。第二信使大多由效应器酶催化产生，然后进一步通过激活蛋白激酶或离子 通道，最终导致细胞功能改变。 5. 第二信使依赖性蛋白激酶
16
膜电位去极化→膜去极化达到一定程度（即阈电位）后，去极化与 GNa↑之间出现正反馈，膜电位
生理学第二章_细胞的基本功能
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液 内分泌腺细胞分泌激素 神经纤维末梢神经递质的释放。 形式 持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
离子通道 转运蛋白
第二信使 （second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷 酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联 受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞 功能 改变
…
…
效应器酶 第二信使
蛋白激酶 或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体： 自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体 结构特征：
仅一个跨膜区段 胞外结构域含有可结合配体的部位 胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白 对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 特点：
（1）结构特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制 （4）顺浓差或电位差 机制： 载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)
细胞生物化学第22章 细胞信号转导
• PKB在体内参与许多重要生理过程：
• 参与胰岛素促进糖类由血液转入细胞、糖原 合成及蛋白质合成过程。
• PKB还参与多种生长因子如PDGF、EGF、 NGF等信号的转导。
• 在细胞外基质与细胞相互作用的信号转导过 程中，PKB亦是关键信号分子。
(四) TPKR介导的信号减弱和终止机制
• 蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）也是 一类丝/苏氨酸蛋白激酶，其激酶活性区序 列与PKA（68％）和PKC（73％）高度同 源。
• 由于PKB分子又与T细胞淋巴瘤中的逆转录
病毒癌基因v-akt编码的蛋白Akt同源，又
被称为Akt。
• PKB的底物有糖原合酶激酶-3、核糖体蛋 白S6激酶、某些转录因子、翻译因子抑制 剂4E-BPI以及细胞凋亡相关蛋白BAD等。
配体
能与受体呈特异性结合的生物活性分 子则称配体(ligand)。
（一）受体的分类
1、膜受体(membrane receptor) 是存在于细胞膜上的受体，绝大部分
是镶嵌糖蛋白。
胞浆段内组成性含有不同功能 结构域的膜受体亚类
酪氨酸蛋白激酶受体（TPKR） 丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶受体（SPKR） 肿瘤坏死因子受体家族（TNF-R） T淋巴细胞受体和B淋巴细胞受体(TCR and BCR) Toll样受体
亚基亦含有一个富含半胱氨酸重复序列。 第三类型：胞外段内含5个免疫球蛋白样结构域（IG）。 第四类型：胞外段内含3个免疫球蛋白样结构域（IG）。
(二) TPKR的激活和信号转导
（三）TPKR介导的信号转导途径
1、MAPK途径 2、PI3K-Akt/PKB途径 3、PLC-PKC途径 4、STAT途径
生理学(第9版)第二章 细胞的基本功能 第二节
（二）信号转导的生理意义 （三）主要的信号转导通路
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生理学（第9版）
几种主要信号转导通路的模式图 配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
生理学（第9版）
（四）信号网络系统
生理学（第9版）
一、信号转导概述
（一）信号转导的概念
1.信号转导（signal transduction） 2.跨膜信号转导（transmembrane signal transduction） 3.信号分子（signal molecule） 4.信使分子（messenger molecule） 5.信号转导通路（signal transduction pathway 或 signaling pathway）
目录
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第二章
细胞的基本功能
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第二节
细胞的信号转导
作者 : 汪萌芽
单位 : 皖南医学院
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（二）鸟苷酸环化酶受体
➢ 鸟苷酸环化酶受体-GC-cGMP-PKG通路
（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体
五、招募型受体介导的信号转导
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2023考研西医综合真题答案：X型题
2023考研西医综合真题答案：X型题业务课名称：西医综合考生须知：1.答案必须写在答题纸上，写在其他纸上无效。
2.答题时必须使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔做答，用其他答题不给分，不得使用涂改液。
X型题三、X型题：136～165小题，题每小题2分，共60分。
在每小题给出的A、B、C、D四个选项中，至少有两项是符合题目要求的。
请选出所有符合题目要求的答案，多选或少选均不得分。
136.影响静息电位因素A.细胞外K⁺浓度B.细胞外Ca²⁺浓度C.膜对Na⁺K⁺的通透性D.Na 泵活动水平答案：ACD137.生理性抗凝物质有哪些A.蛋白C系统B.组织因子途径抑制物质C.纤溶激活酶抑制物D.肝素答案：ABD138.关于血红蛋白的叙述，正确的是A.R 型Hb 对氧气的亲和力高于T 型HbB.H 的浓度不利于氧气与Hb 结合C.Hb 与氧气结合后呈樱桃红D.Hb 中的Fe 为三价铁离子答案:AB139.大肠内细菌可以合成的维生素有A.维生素CB.维生素B 复合物C.维生素ED.维生素K答案：BD140.利用肾清除率的原理，可测定的肾功能指标A.肾小球清除率B.肾血流量C.肾小管重吸收钠量D.肾小管泌氢能力答案：AB141.库欣综合征循环血液中血细胞计数A.红细胞增多B.淋巴细胞减少C.中性粒细胞减少D.嗜酸性粒细胞减少答案：ABD解析：糖皮质激素可以增加骨髓造血进而使得红细胞和血小板增多，促进边缘池中性粒细胞进入循环池，增加淋巴细胞和嗜酸性粒细胞在脾脏和肺的破坏142.成熟红细胞内的代谢途径有A.糖酵解B.磷酸戊糖旁路C.脂肪酸β氧化D.尿素生成答案：AB143.参与肝生物转化I 相反应的酶有A.细胞色素P450 单加氧酶B.醇脱氢酶C.单胺氧化酶D.UDP-葡萄糖醛酸基转移酶答案：ABC144.原核生物基因表达调控的方式有A.阻遏蛋白封闭启动子的负性调控B.cAMP、CAP 介导的正调控C.转录衰减子调控D.RNA 编辑答案：ABC145.下列属于蛋白质激酶偶联受体介导的信号转导通路有A.MAPK 通路B.JAK-STAT 通路C.PI3K 通路D.经典核受体通路答案：ABC146.下列原癌基因中，编码的蛋白质属于转录因子的有A.MYC B.FOSC.HER-2D.EGF-R答案：AB147.DNA 重组技术中常用的工具酶有A.限制性核酸内切酶B.DNA 聚合酶IC.DNA 连接酶D.逆转录酶答案：ABCD148. 下列可见大量嗜酸性粒细胞浸润的病变有A.过敏性鼻B.血吸虫感染C.大叶性肺炎D.病毒性肝炎答案：AB149.下列属于化脓性炎症的疾病有A.急性肾盂肾炎B.伤寒C.流行性脑脊髓膜炎D.亚急性甲状腺炎答案：AC150.属于肝细胞桥接坏死的有A.门管区-门管区连续的肝细胞坏死带B.门管区-小叶中央静脉连续的肝细胞坏死带C.肝细胞坏死占肝小叶的大部分D.小叶中央静脉-小叶中央静脉连续的肝细胞坏死带答案：ABD151 关于慢性肺源性心脏病，下列正确的是A.肺动脉圆锥显著膨隆B.左心室壁增厚C.右心室乳头肌及肉柱显著增粗D.左心室扩大答案：AC152. 可引起心肌坏死的病变有A.病毒性心肌炎B.主动脉粥样硬化C.肺动脉狭窄D.扩张型心肌病答案:ACD答案解析：病毒性心肌炎、扩张型心肌病均可以引起心肌细胞变性坏死。
细胞受体类型特点及重要的细胞信号导途径
请归纳总结细胞受体类型、特点及重要的细胞信号转导途径受体是一类能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，大多数受体是蛋白质且多为糖蛋白，少数是糖脂，有的则是以上两者则是以上两者组成的复合物。
受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。
在细胞通讯中，由信号传导细胞送出的信号分子必须被靶细胞接收才能触发靶细胞的应答，接收信息的分子称为受体，此时的信号分子被称为配体。
在细胞通讯中受体通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。
一丶受体类型根据靶细胞上受体存在的部位，可以将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。
细胞内受体存在于细胞质基质或核基质中，主要识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。
根据受体存在的标准，受体可大致分为三类：1．细胞膜受体：位于靶细胞膜上，如胆碱受体、肾上腺素受体、多巴胺受体、阿片受体等。
2．胞浆受体：位于靶细胞的胞浆内，如肾上腺皮质激素受体、性激素受体。
3．胞核受体：位于靶细胞的细胞核内，如甲状腺素受体。
另外也可根据受体的蛋白结构、信息转导过程、效应性质、受体位置等特点将受体分为四类：1．离子通道偶联受体：如N-型乙酰胆碱受体含钠离子通道。
2．G蛋白偶联受体：M-乙酰胆碱受体、肾上腺素受体等。
3．酶联受体：如胰岛素受体，甾体激素受体、甲状腺激素受体等。
有些受体具有亚型，各种受体都有特定的分布部位核特定的功能，有些细胞也有多种受体。
二丶受体特点1．受体与配体结合的特异性特异性现为在同一细胞或不同类型的细胞中，同一配体可能有两种或两种以上的不同受体；同一配体与不同类型受体结合会产生不同的细胞反应，例如肾上腺素作用于皮肤粘膜血管上的α受体使血管平滑肌收缩，作用于支气管平滑肌上的β受体则使其舒张。
2．配体与受体结合的饱和性受体可以被配体饱和。
特别是胞浆受体，数量较少,少量激素就可以达到饱和结合。
8Cellularsignal细胞信号传导疾病
(1) 机制 (mechanism)
抗 n-Ach受体抗体 受体抗体
Ach受体
Ach
肌纤维收缩
运动神经末梢
Na+内流
(2)表现 表现(manifestations) 表现
受累横纹 肌稍行活动后 即疲乏无力， 即疲乏无力， 休息后恢复。 休息后恢复。
2.自身免疫性甲状腺病 自身免疫性甲状腺病
(autoimmune thyroid diseases)
生长因子
受体TPK 受体
GDP
Ras
GTP Raf
Sos Grb2 P
MEK ERK
(extracellular signal regulated kinase，ERK) ，
靶蛋白 磷酸化
靶基因 转录
Tyrosine protein kinase-mediated signal transduction pathway
Golgi
II I
III Iculum
Endosome
V
Mutation Synthesis Transport Binding Clustering Recycling class
I II III IV V
X X X X X
Classification of LDL receptor mutation
Clinical example
These changes were most apparent when compared with her high school picture. Her hat, glove, and shoe size also had increased. Her fingers were so enlarged that it was hard for her to fasten the little snaps and tie the ties on the shirts.
细胞生理学题库
第二章细胞生理学第一节细胞膜的物质转运功能掌握内容说出跨膜物质转运的几种主要方式。
复述单纯扩散、易化扩散、主动转运的概念。
列举单纯扩散的物质种类。
说出易化扩散的种类及其特征。
列举离子通道的控制类型。
说出钠钾泵的工作原理，列举钠钾泵的意义。
复述继发性主动转运的概念，说出继发性主动转运的原理和特点。
熟悉内容描述物质入胞和出胞转运的过程，列举入胞和出胞转运的生理现象，说出入胞作用的几种类型。
了解内容简单复习细胞膜的成分和结构（液态镶嵌模型），解释并列举细胞膜的主要生理功能。
讨论葡萄糖的跨上皮转运机制。
讨论易化扩散的生理意义。
讨论入胞和出胞转运的生理意义。
（一）名称解释液态镶嵌模型、单纯扩散、易化扩散、通道、载体、电压门控、受体门控、机械门控、饱和现象、主动转运、继发性主动转运、入胞作用、出胞作用、受体内化。
（二）思考题与讨论1.葡萄糖的跨上皮转运机制和临床应用。
2.钠钾泵的生理意义。
3.团块物质转运的意义。
（三）选择题A型题【A1型题】单项选择题，每题有A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选出一个最佳答案。
1．下列哪种脂质成分几乎全部分布在膜的靠近胞质的内层并与第二信使DG和IP3的产生有关A．磷脂酰肌醇B．磷脂酰胆碱C．磷脂酰乙醇胺D．磷脂酰丝氨酸E．糖脂2．葡萄糖或氨基酸逆浓度梯度跨膜转运的方式属于A．单纯扩散B．经载体易化扩散C．经通道易化扩散D．原发性主动转运E．继发性主动转运3．在膜蛋白质帮助下，某些胞外的蛋白质分子选择性地进入胞内的跨膜转运方式属于A．原发性主动转运B．继发性主动转运C．经载体易化扩散D．受体介导入胞E．液相入胞4．水分子快速通过细胞膜主要是借助A．水泵B．载体蛋白C．水通道D．单纯扩散E．离子通道5．单纯扩散、易化扩散和主动转运的共同特点是A．要消耗能量B．顺浓度梯度C．需要膜蛋白帮助D．转运的物质都是小分子E．有饱和性6．下列关于Na+泵功能的叙述，哪一项是正确的A．将细胞内K+转运出去B．将细胞外Na+转运入细胞C．转运等量的Na+和K+D．维持细胞内外的Na+、K+离子浓度梯度E．活动增强导致细胞膜发生去极化反应7．内分泌细胞分泌激素到组织液的过程属于A．入胞B．易化扩散C．出胞D．主动转运E．单纯扩散8．下列哪一项属于主动转运A．安静时K+由细胞内向细胞外转运B．兴奋时Na+由细胞外进入细胞内C．葡萄糖由细胞外液进入一般细胞D．Na+由细胞内向细胞外转运E．肌质网终池内的Ca2+流入胞质【A2型题】单项选择题，每题有A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选出一个最佳答案。
细胞受体类型、特点及重要的细胞信号转导途径
请归纳总结细胞受体类型、特点及重要的细胞信号转导途径受体是一类能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，大多数受体是蛋白质且多为糖蛋白，少数是糖脂，有的则是以上两者则是以上两者组成的复合物。
受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。
在细胞通讯中，由信号传导细胞送出的信号分子必须被靶细胞接收才能触发靶细胞的应答，接收信息的分子称为受体，此时的信号分子被称为配体。
在细胞通讯中受体通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的蛋白质。
一丶受体类型根据靶细胞上受体存在的部位，可以将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。
细胞内受体存在于细胞质基质或核基质中，主要识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。
根据受体存在的标准，受体可大致分为三类：1．细胞膜受体：位于靶细胞膜上，如胆碱受体、肾上腺素受体、多巴胺受体、阿片受体等。
2．胞浆受体：位于靶细胞的胞浆内，如肾上腺皮质激素受体、性激素受体。
3．胞核受体：位于靶细胞的细胞核内，如甲状腺素受体。
另外也可根据受体的蛋白结构、信息转导过程、效应性质、受体位置等特点将受体分为四类：1．离子通道偶联受体：如N-型乙酰胆碱受体含钠离子通道。
2．G蛋白偶联受体：M-乙酰胆碱受体、肾上腺素受体等。
3．酶联受体：如胰岛素受体，甾体激素受体、甲状腺激素受体等。
有些受体具有亚型，各种受体都有特定的分布部位核特定的功能，有些细胞也有多种受体。
二丶受体特点1．受体与配体结合的特异性特异性现为在同一细胞或不同类型的细胞中，同一配体可能有两种或两种以上的不同受体；同一配体与不同类型受体结合会产生不同的细胞反应，例如肾上腺素作用于皮肤粘膜血管上的α受体使血管平滑肌收缩，作用于支气管平滑肌上的β受体则使其舒张。
2．配体与受体结合的饱和性受体可以被配体饱和。
特别是胞浆受体，数量较少,少量激素就可以达到饱和结合。
(基础医学)细胞信号转导障碍与疾病
细胞的信号接受系统
1. G蛋白偶联受体：为神经递质、神经肽、趋化因子等
接受系统；该受体效应由G蛋白和第二信使物质介导。
2. 酶活性受体：胞内有蛋白激酶活性或偶联蛋白激酶。
配体有细胞因子、生长因子等蛋白信号分子。
3. 细胞浆或细胞核内的受体：本类受体的配体为脂溶
性小分子，有甾体激素（糖皮质激素、性激素等）、甲 状腺素、维生素类（维生素D3、维甲酸），它们不需经 细胞膜受体介导便能直接进入细胞内发挥作用。
Gi调节模型
Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用可通过两个途径： ①通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制 酶的活性；②通过βγ亚基复合物与游离Gs的α 亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸环化酶的 活化。 百日咳毒素催化Gi的α亚基ADP-核糖基化，结 果降低了GTP与Gi的α亚基结合的水平，使Gi 的α亚基不能活化，从而阻断了Ri受体对腺苷 酸环化酶的抑制作用。
PIP2
PLCβ Gq
α1受体 AngII受体
IP3
DAG
Ca2＋
靶蛋白 磷酸化
PKC
靶基因 转录
Phospholipase C signal transduction pathway
二、受体酪氨酸蛋白激酶 介导的信号转导途径
(Tyrosine protein kinase-mediated signal transduction pathway)
补充内容
G蛋白，即鸟苷酸结合蛋白(GTP binding protein)，参与细胞的多种生命活动，如 细胞通讯、核糖体与内质网的结合、小 泡运输、微管组装、蛋白质合成等。
细胞质膜上最多，也是最重要的信号转 导系统是由G-蛋白介导的信号转导。G蛋 白偶联系统中的G蛋白是由三个不同亚基 组成的异源三体，三个亚基分别是α、β、 γ，总相对分子质量在100kDa左右。
细胞的信号转导医学细胞生物学第
7
二、细胞的信号分子
➢信号分子（配体ligand）：能与细胞内受体或膜受体结合并 产生特定生物学效应的化学物质。 ➢特点：①特异性；②高效性；③可被灭活。 ➢分子种类：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸、 核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。 ➢从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部 化学介导因子和气体分子等四类； ➢从信号分子性质分为：脂溶性、水溶性、气体分子三类。
配体→RTK →adaptor →GEF →Ras →Raf （MAPKKK）→MAPKK→MAPK→进入细 胞核→其它激酶或转录因子的磷酸化修饰
医学ppt
41
第三节、细胞内受体介导的信号转导
➢核受体介导的信号途径 ➢NO作为信号分子介导的信号途径
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一、核受体介导的信号途径
➢核受体即细胞内受体，存在于核或胞质内，其本质 是甾类激素激活的基因调控蛋白。
Chap 4. 细胞的信号转导
Cell Signal Transduction
医学ppt
1
细胞的信号转导（signal transduction）
概述 膜表面受体介导的信号转导 细胞内受体介导的信号转导
信号转导的特点 信号转导与医学
医学ppt
2
第一节、概述
息的现代一环的息别
系现象间方境存处在 统象是传面的在理于生 的，信递核变使系生命 进生息维酸化有统命与 化命在持和，机。是非 。的同了蛋维体一一生
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、
分化和凋亡等是必须的。
医学ppt
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细胞通讯的主要方式
细胞间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯
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细胞的信号转导-学习笔记
cAMP
三磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP）
二酰甘油（diacylglycerol，DG/DAG）
环-磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）
钙离子
花生四烯酸（arachidonic acid，AA）及其代谢产物
另外，cAMP还可直接作用于膜离子通道而产生信号转导作用，如直接门控超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channel，HCN）；cAMP还可通过cAMP直接激活的交换蛋白（exchange protein activated by cAMP，EPAC）激活Ras相关蛋白（Rap）介导的非cAMP-PKA通路，调节细胞的功能。
根据受体的氨基酸组成及跨膜区的特点，可将离子通道型受体分为三类受体超家族：
I型受体超家族：以烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）为代表，常存在于神经元和神经肌肉接头处，有α2、β、γ、δ五个蛋白亚单位（四个亚基）：
每一亚基的分子量为40~58kD，各含4个长度不同的穿膜区域，每个亚基的第二个跨膜区共同构成Na离子通道的内壁。乙酰胆碱（ACh）的结合位点位于α亚基的N末端区域，因此nAChR有两个ACh结合位点：
2、G蛋白效应器（Gprotein effector）
G蛋白效应器是指G蛋白直接作用的靶标，包括效应器酶、膜离子通道以及膜转运蛋白等。
效应器酶的作用是催化生成（或分解）第二信使物质，主要有：
腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase，AC）
细胞信号传导
细胞信号转导综述09级临床2班隋德岭0941105217一、细胞信号转导的概念细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。
水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反应。
传导通路示意图二、信号转导受体[1]（一）膜受体1．环状受体(离子通道型受体)多为神经递质受体,受体分子构成离子通道。
受体与信号分子结合后变构，导致通道开放或关闭。
引起迅速短暂的效应。
2．蛇型受体7个跨膜α-螺旋受体, 有100多种，都是单条多肽链糖蛋白，如G蛋白偶联型受体[2] [3]。
G蛋白示意图3．单跨膜α-螺旋受体包括酪氨酸蛋白激酶型受体和非酪氨酸蛋白激酶型受体。
（1）酪氨酸蛋白激酶型受体这类受体包括生长因子受体、胰岛素受体等。
与相应配体结合后，受体二聚化或多聚化，表现酪氨酸蛋白激酶活性，催化受体自身和底物Tyr磷酸化，有催化型受体之称。
（2）非酪氨酸蛋白激酶型受体，如生长激素受体、干扰素受体等，。
当受体与配体结合后，可偶联并激活下游不同的非受体型TPK，传递调节信号。
（二）胞内受体位于胞液或胞核，结合信号分子后，受体表现为反式作用因子，可结合DNA顺式作用元件，活化基因转录及表达。
包括类固醇激素受体、甲状腺激素受体等。
胞内受体都是单链蛋白，有4个结构区：①高度可变区②DNA结合区③激素结合区④绞链区(三)受体与配体作用的特点是：①高度亲和力，②高度特异性，③可饱和性1．受体：位于细胞膜上或细胞内，能特异性识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，膜受体多为镶嵌糖蛋白：胞内受体全部为DNA 结合蛋白。
受体在细胞信息传递过程中起极为重要的作用。
2．G蛋白：即鸟苷酸结合蛋白，是一类位于细胞膜胞浆面、能与GDP或GTP 结合的外周蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。
07-3-细胞内受体介导的信号转导
12.3 细胞内受体介导的信号传递同学们好！前面我介绍细胞信号转导系统的构成要素时，已经讲过，受体可分为细胞膜受体和细胞内受体。
细胞内受体包括细胞质受体和核内受体，由于大多数细胞质受体在活化之后会转移到细胞核，因此，我们通常把细胞内受体统称为核受体。
还有少数非核受体的细胞质受体，如一氧化氮(NO)受体。
细胞内受体接收一些亲脂性信号分子，这些信号分子可直接通透细胞膜，无需特别的跨膜信号转导机制，就可到细胞内找到并结合相应的胞内受体，传递信号，引起细胞效应。
下面我们就着重讲一下核受体介导的信号通路和NO介导的信号通路。
一、核受体信号通路人细胞中已发现48个核受体。
核受体的配体包括雌激素和孕激素等类固醇激素，以及视黄醇和甲状腺素等脂溶性信号分子。
核受体可区分为I型核受体和II型核受体，它们介导的信号通路有一定差异。
1、I型核受体信号通路。
在这一信号通路中，I型核受体通常在胞质中与分子伴侣热休克蛋白90(简称HSP90)结合处于失活状态。
当雄激素、雌激素和孕激素等激素进入细胞，与受体结合，引起HSP90与受体解离，受体分子将形成二聚体，暴露核定位信号，即可迁移到细胞核内。
入核后，激素-受体复合物借助DNA结合结构域(DBD)，与DNA中的激素响应元件(HRE)发生特异性结合，并招募转录共激活因子，激活目的基因的表达。
2、II型核受体信号通路。
在这一信号通路中，II型核受体已经定位在核内，并与DNA 中的特定HRE结合，只不过还结合有转录共抑制因子，使之处于失活状态。
当视黄醇、维甲酸、维生素D和甲状腺素等脂溶性配体扩散入核与受体结合形成复合体后，将招募转录共激活因子替换转录共抑制因子，从而激活目的基因的表达。
类固醇激素诱导的基因活化通常分为两个阶段：1）快速的初级反应阶段，直接激活少数特定基因转录；2）延迟的次级反应阶段，初级反应阶段的基因表达产物再激活更多基因表达，是对初级反应的持续放大。
核受体信号通路在细胞的增殖、分化等生命活动中发挥着重要调控作用。
核受体介导的信号转导通路
一、受体介导的信号转导通路 （一）膜受体介导的信号转导通路
G蛋白偶联受体（G protein coupled receptor, GPCR)
酪氨酸蛋白激酶型受体（protein tyrosine kinase, PTK)
细胞因子受体超家族 丝/苏氨酸蛋白激酶（PSTK) 死亡受体家族 离子通道型受体
Gq PLCβ
PIP2
IP3
Ca2＋释放
4,5-二磷酸磷脂酰肌醇 (PIP2), 三磷酸肌醇(IP3)， 二酰甘油(DAG) .
DAG
靶基因 转录
PKC
靶蛋白 磷酸化
3.G蛋白-其他磷脂酶途径 激活PLA2，促进花生四烯酸、前列腺素、白三烯和TXA2的生 成激活PLD，产生磷脂酸等。
4.激活MAPK家族成员
真核细胞信号转导模式
受体介导的细胞信号
1.物理刺激或信号：物理信号包括射线、紫外线、光信号、 电信号、机械信号(磨擦力、压力、牵张力以及血液在血 管中流动所产生的切应力等)以及与环境应激有关的信号 ，如热刺激、细胞容积和渗透压改变等。 2.化学信号又被称为配体(1igand)，它们包括：①体液因子 ，如激素、神经递质和神经肽、细胞生长因子和细胞因子 以及局部化学介质如前列腺素等；②气味分子；③细胞的 代谢产物，如ATP、活性氧等；④进入体内的药物、包括 细菌毒素在内的毒物等。
多尿，烦渴，多饮 血浆ADH水平无降低
遗传性受体缺陷 雄激素受体缺陷与雄激素抵抗征
原因和机制： AR减少和失活性突变
AIS可分为： ◇男性假两性畸形 ◇特发性无精症和少精症 ◇延髓脊髓性肌萎缩
遗传性受体缺陷 家族性高胆固醇血症 (familial hypercholesterolaemia, FH)
信号转导通路PPT课件
细胞内信号传递特点
信号的逐级放大
细胞内信号传递过程中，信号分子通过级联反应 逐级放大，使微弱的细胞外信号能够引起强烈的 细胞生理反应。
信号的可调性
细胞内信号传递过程受到多种因素的调节，包括 受体表达水平、信号分子的合成与降解、信号转 导蛋白的活性与定位等，这些调节机制使细胞能 够对外界刺激作出精确而灵活的应答。
免疫细胞信号转导通路的抑制失活
02 如免疫抑制性受体信号转导通路的失活，导致免疫细
胞过度激活和炎症反应。
免疫细胞与靶细胞之间的信号转导异常
03
免疫细胞与靶细胞之间的信号转导异常，导致免疫相
关疾病的发生和发展。
其他常见疾病中信号转导问题
心血管疾病中信号转导异常
如血管内皮细胞信号转导通路的异常，导致动脉粥样硬化和高血 压等疾病的发生。
信号的特异性
细胞内信号传递具有高度的特异性，不同的信号 分子只能激活特定的信号转导途径，引起特定的 细胞生理反应。
信号的整合性
细胞内存在多种信号转导途径，这些途径之间通 过交叉对话和相互调控，实现对细胞生理功能的 整体协调和控制。
02
典型信号转导通路介绍
G蛋白偶联受体介导通路
G蛋白偶联受体（GPCR）是一大类膜蛋白受体的统称 ，介导细胞对多种信号分子的响应。
GPCR与G蛋白结合后，通过激活或抑制下游效应器酶， 将信号传递至细胞内。
常见的GPCR介导的信号转导通路包括cAMP信号通路、 磷脂酰肌醇信号通路等。
酶联受体介导通路
01
酶联受体是一种具有内在酶 活性的受体，其介导的信号 转导通常与受体的酶活性相
关。
02
酶联受体通过催化特定的底 物生成第二信使，从而将信
导通路中的关键基因。
细胞生物学重点
细胞生物学重点网格蛋白英文名称:clathrin 其他名称:成笼蛋白定义1:有被小泡、有被小窝、突触小泡外被的主要蛋白质(180 kDa)，与真核细胞膜组分之间分子运输有关。
这种网格蛋白外被由许多亚基形成多面体网格状结构，每个亚基含3条重链和3条轻链。
所属学科: 生物化学与分子生物学(一级学科) ;氨基酸、多肽与蛋白质(二级学科) 定义2:一种进化上高度保守的蛋白质。
由三条重链和三条轻链构成的蛋白质复合物，是网格蛋白包被小泡的主要组分。
2. 真核生物细胞与原核生物细胞的主要区别?3. 什麽是红细胞血影?膜骨架的组成4. 膜的主要化学组成?5. 经典的膜结构模型，特点单位膜模型 (Unit membrane model)1959年, J.D.Robertson在电子显微镜下发现细胞膜是暗---明---暗的三层，总厚度为75?，中间层为35?，内外两层各为20?。
并推测:暗层是蛋白质,透明层是脂---单位膜模型。
流动镶嵌模型(Fluid mosaic model) S.J. Singer和G.L. Nicolson在1972年提出了膜的流动镶嵌模型(fluidmosaic model):认为:蛋白质是折叠的球形镶嵌在脂双层中，而且膜的结构处于流动变化之中。
模型突出了膜的流动性和不对称性，认为细胞膜由流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质组成。
磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架，蛋白质或嵌在脂双层表面，或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，表现出分布的不对称性.6. 主要的几种跨膜运输方式, 特点是什么?细胞运输( cellular transport) 胞内运输(intracellular transport) 转细胞运输(transcellular transport)7. 什么是细胞被?主要成分?由碳水化合物形成的覆盖在细胞质膜表面的保护层，称为细胞被, 由于这层结构的主要成份是糖,所以又称为糖萼(glycocalyx),或多糖包被。
信号转导异常与疾病
凋亡等。 （幻灯26、生理学激素章）
小结：
1、信号转导通路特异性的基础 受体 是由 决定的； 信号转导蛋白 调节 2、不同信号通路间存在相互 协同 作用； 制哟 3、细胞最终结果是多条信号转导路间综合 作用的结果。
第二节 信号转导异常 发生的环节和机制
发放 接受 信号 异常→细胞 代谢 障碍→
5、TNF受体家族 有十多个成员 作用：细胞增殖、细胞保护、细胞毒、 抗病毒、诱导凋亡等。 （1）信号转过程
TNFa→受体→IκB磷酸化从NF-κB脱落→ NF-κB激活入核 多种细胞因子 粘附分子 → NF-κB结合增强子元件→ 影响 免疫受体 基因转录。 急性时相蛋白 应激反应蛋白 （生化书387图15-18）
第七章 信号转导与疾病
本章要求 掌握：细胞信号转导的概念，细胞信号转 导主要途径和调节。 熟悉：细胞信号转导异常的原因与发生环 节，信号转导异常与继发性胰岛素 抵抗的关系。 了解：与信号转导异常有关的疾病（胰岛 素抵抗性糖尿病、 肿瘤、心肌肥厚 与 心衰）。
机体的每一个细胞都在一定部位执行 专门功能，而机体为适应环境变化所完成 任何生命活动都需许多细胞相互协调、相 互配合地工作。 为此，各种细胞间就形成复杂的信号 转导系统，它包括： 信号（配体）→受体→受体后信号转 导通路→靶蛋白→影响靶细胞代谢、功能、 分化、生长、形态结构、生存状态。
（酶、离子通道、运输蛋白、转录因子等）
调节其活性 →导致
神经的兴奋抑制 肌肉收缩 腺体分泌 离子转运 代谢
→
→等生物效应。
通过Gs，激活AC，并引发cAMP-PKA途径 β肾上腺素能受体 胰高血糖素受体 激活Gs增加AC活性 cAMP
使许多Pr特定Ser/Thr残 基磷酸化从而调节物质 代谢和基因表达
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一、受体介导的信号转导通路 （一）膜受体介导的信号转导通路
G蛋白偶联受体（G protein coupled receptor, GPCR)
酪氨酸蛋白激酶型受体（protein tyrosine kinase, PTK)
细胞因子受体超家族 丝/苏氨酸蛋白激酶（PSTK) 死亡受体家族 离子通道型受体
真核细胞信号转导模式
受体介导的细胞信号
1.物理刺激或信号：物理信号包括射线、紫外线、光信号、 电信号、机械信号(磨擦力、压力、牵张力以及血液在血 管中流动所产生的切应力等)以及与环境应激有关的信号 ，如热刺激、细胞容积和渗透压改变等。 2.化学信号又被称为配体(1igand)，它们包括：①体液因子 ，如激素、神经递质和神经肽、细胞生长因子和细胞因子 以及局部化学介质如前列腺素等；②气味分子；③细胞的 代谢产物，如ATP、活性氧等；④进入体内的药物、包括 细菌毒素在内的ccccccccc遗传性色盲 11111111111111严重联合免疫缺陷症
视紫质 视锥细胞视蛋白 IL-2受体γ链
进行性视力减退 色觉异常 T细胞减少或缺失，反复感染
ccccccccccccccccII型糖尿病 ccc核受体异常 ccc雄激素抵抗综合征 cccccccccccccccc维生素D抵抗性佝偻病
2、受体酪氨酸蛋白激酶通路
Ras GDP GTP
Raf MEK ERK
生长因子 受体TPK
Sos Grb2 P
50多种跨膜受体组成的超 家族，其共同特征是受体 胞内区含有TPK，包括胰岛 素受体（IGF－R），表皮 (extracellular signal 生长因子受体（EGF－R）。 regulated kinase，ERK) 与配体结合后发生二聚化， 激活胞内酪氨酸蛋白激酶 区，继而结合含 SH2区的蛋 靶基因 白。 转录
例如INFγ与受体结合后发生二聚化后，可与胞浆内非受体 TPK——JAK激酶结合并发生磷酸化，进而与信号转导和 转录激活因子(signal transducers and activators of transcription，STAT)相结合。STAT中的酪氨酸磷酸化， 二聚体转移入核，与DNA启动子的活化序列结合，诱导 靶基因的表达，促进多种蛋白质的合成，进而增强细胞抵 御病毒感染的能力。
X X X X X
III IV V
受体、信号转导过度激活与疾病
某些信号转导蛋白过度表达 某些信号转导蛋白组成型激活突变 刺激型抗受体抗体 路 过 度 激 活 信 号 转 导 通
如肢端肥大症和巨人症
分泌生长激素（GH）过多的垂体腺瘤中，有30—40%是由于 编码Gsα的基因突变所致，其特征是Gsα的精氨酸201被半胱氨 酸或组氨酸取代;或谷氨酰胺227被精氨酸或亮氨酸取代，这些 突变抑制了GTP酶活性，使Gsα处于持续激活状态，cAMP含量 增多，垂体细胞生长和分泌功能活跃。
Nuclear receptor-mediated signal transduction pathway
二、细胞信号转导通路调节靶蛋白活性的 主要方式
可逆性的磷酸化调节——快速 调节靶蛋白的基因表达——较为缓慢 信号转导系统的网络概念 “交叉对话”
第二节 信号转导异常发生的环 节和机制
一、细胞外信号发放异常
HSP R R
HSP 类固醇激素受体位于胞浆，未 与配体结合前与热休克蛋白 （HSP）结合，处于非活化状 态。配体与受体的结合使HSP 与受体解离，暴露DNA结合 区。激活的受体二聚化并转移 入核，与DNA上的激素反应 元件（HRE）相结合或与其他 转录因子相互作用，增强或抑 制靶基因转录；
R
R
Gene
二、受体或受体后信号转导异常
（一）受体异常
受体病(receptor disease): 因受体的数量、结构或调节功能 变化，使受体不能正常介导配体在靶 细胞中应有的效应所引起的疾病。
1.受体数量的调节 向上调节 (down regulation ): 受体数量增加
受体增敏(hypersensitivity): 在缺乏配体时自发激活或对正常
ccccccccccccccc肿瘤
生长因子受体
细胞过度增殖
1. 遗传性受体病
(Genetic disorders of receptor)
（一）受体异常
遗传性受体缺陷
家族性肾性尿崩症
因遗传性ADH 受体(V2型) 及受体后信号转导异常引起。
性连锁隐性遗传
男性儿童发病 多尿，烦渴，多饮 血浆ADH水平无降低
多尿，烦渴，多饮 血浆ADH水平无降低
遗传性受体缺陷 雄激素受体缺陷与雄激素抵抗征
原因和机制： AR减少和失活性突变
AIS可分为： ◇男性假两性畸形 ◇特发性无精症和少精症 ◇延髓脊髓性肌萎缩
遗传性受体缺陷 家族性高胆固醇血症 (familial hypercholesterolaemia, FH)
配体反应性增强 向下调节(up regulation ): 受体数量减少 受体减敏(desensitization ) : 细胞对配体刺激的反应性减弱 2.亲和力的调节
磷酸化
受体的寡聚化 受体的变构
受体异常与疾病
分类 遗传性受体病 膜受体异常 家族性高胆固醇血症 家族性肾性尿崩症 累及的受体 LDL受体 ADH V2型受体 主要临床特征 血浆LDL升高，动脉粥样硬化 男性发病，多尿、口渴和多饮
第七章 细胞信号转导异常 与疾病
cell signal transduction and disease
信号转导系统的组成： 接受信号的特定受体 受体后信号转导通路 靶蛋白 信号转导系统的作用： 调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等。 异常：肿瘤、心血管病、糖尿病、神经精神性疾病及多 种遗传性疾病有关。 研究意义： 1、阐明疾病的机制 2、开发设计新药 3、发展新的治疗方法
受体
α2受体 M受体
Gs
1.腺苷酸环化酶 信号转导通路
+
Gi
-
腺苷酸环化酶
cAMP
PKA
靶蛋白 磷酸化
CREB: cAMP response element binding protein
靶基因 转录 磷酸化 CREB CRE
α1受体 Ang II受体
2. 通过Gq蛋白，激 活磷脂酶Cβ （PLCβ）
遗传性受体缺陷 ADH 的信号转导
V2R Gs
编码V2受体的 基因突变
AC ATP PKA
cAMP
H2O H2O H2O
当ADH与受体结合后，经激活Gs增加AC 活性，在PKA的催化下，使微丝微管磷酸 化，促进位于胞浆内的水通道蛋白向集 合管上皮细胞管腔侧膜移动并插入膜内， 集合管上皮细胞膜对水的通透性增加， 管腔内水进入细胞，并按渗透梯度转移 到肾间质，使肾小管腔内尿液浓缩.
Gq PLCβ
PIP2
IP3
Ca2＋释放
4,5-二磷酸磷脂酰肌醇 (PIP2), 三磷酸肌醇(IP3)， 二酰甘油(DAG) .
DAG
靶基因 转录
PKC
靶蛋白 磷酸化
3.G蛋白-其他磷脂酶途径 激活PLA2，促进花生四烯酸、前列腺素、白三烯和TXA2的生 成激活PLD，产生磷脂酸等。
4.激活MAPK家族成员
（一）体内神经和体液因子分泌异常增多或 减少
（二）病理性或损伤性刺激 1、病原体及其产物的刺激 2、导致细胞损伤的理化刺激
生物学因素 通过Toll样受体介导在病原体感染和炎症反应中起重要 作用
TLR (Toll-like Receptor) 果蝇中与胚胎发育有关的编码蛋白 TLR4（1998），哺乳动物与宿主免疫有关的同源蛋白 跨膜受体 胞外部分：富含亮氨酸重复序列 胞内部分：与IL-1受体相似 激活（1） 转录因子NF-KB （2）MAPK家族成员：JNK和p38
第一节 细胞信号转导系统概述 Cellular signal transduction 细胞信号转导 指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激， 经细胞内信号转导系统转换,从而影响细胞生物学 功能的过程 。
膜受体介导的跨膜信号转导 核受体介导的信号转导
跨膜信号转导 Transmembrane signal transduction
胞外信息分子与膜受体结合，将信息传递至胞浆 或核内，调节靶细胞功能的过程。
核受体介导的信号转导
Nuclear receptor-mediated signal transduction 信息分子与核受体结合启动靶基因转录的过程。 位于胞浆或核内的受体，激活后作为转录因子，在 核内调节靶基因的转录活性，从而诱发细胞特定的 应答反应。
高血糖，血浆胰岛素正常或升高
cccccccccccccccc艾迪生病
ACTH受体
色素沉着，乏力，血压低
继发性受体异常 ccccccccccccccc心力衰竭 ccccccccccccccc帕金森病
肾上腺素能受体
心肌收缩力降低
多巴胺受体
肌张力增高或强直僵硬
ccccccccccccccc肥胖
胰岛素受体
血糖升高
4、丝/苏氨酸蛋白激酶型受体
（TGF-β）2
特点：胞内都有丝/苏氨 酸蛋白激酶（PSTK)区
细胞膜
GS
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Smad2
SARA
Smad4
Smad2-P
（— ）
Smad6,7
胞浆
Smad4 Smad2 -P P300 Fast2 P300 P15、P21 Smad4 Smad2 -P Fast2
核膜
黏附分子
1、以GPCR介导的信号转导通路为例
Gα
Gs Gi Gq G12
激活腺苷酸环化酶（AC） 抑制AC 激活PLC 激活小G蛋白RhoGEF G蛋白 (G protein)