3.受体及其细胞信号转导(黄巧冰)
《临床药理学课件：细胞膜受体与信号转导》
科学突破
探讨可能的科学突破以及细 胞膜受体与信号转导领域的 未来发展方向。
解释酪氨酸激酶受体的结构和激活机制，并探讨其在细胞增殖和肿瘤治疗中的应用。
信号转导通路
细胞膜受体
探索不同类型细胞膜受体与信 号传导通路之间的联系。
G蛋白偶联受体
了解G蛋白偶联受体在细胞内信 号转导中的重要作用。
酪氨酸激酶受体
研究酪氨酸激酶受体如何激活 多种信号传导通路。
细胞膜受体药物与治疗
药物开发
探索利用细胞膜受体作为靶点开 发新药物的方法和研究进展。
临床应用
研究细胞膜受体药物在不同疾病 治疗中的应用，例如癌症、炎症 和心血管疾病。
基因治疗
探讨利用细胞膜受体进行基因治 疗的新方法和应用。
临床应用案例
1
药物治疗的突破
回顾几个使用细胞膜受体药物成功治疗疾病的经典案例，如乳腺癌和糖尿病。
2
副作用和风险
《临床药理学课件：细胞 膜受体与信号转导》
在这个课件中，我们将探讨细胞膜受体和信号转导的重要性。了解受体类型、 信号转导通路以及细胞膜受体药物与治疗的基本原理。
受体类型
1 G蛋白偶联受体
2 离子通道受体
描述G蛋白偶联受体的结构和功能，以 及其在细胞信号传导中的重要作用。
3 酪氨酸激酶受体
介绍离子通道受体的特点，以及其在 神经递质释放和肌肉收缩中的重要功 能。
分析细胞膜受体药物在临床应用中可能出现的副作用和风险，并提出预防和管理 方案。
3
个体化治疗
探讨个体化治疗的新发展，如基因型和表型指导下使用细胞膜受体药物的前景。
总结和展望
总结前面的内容，并探讨细胞膜受体与信号转导领域的未来发展方向。
第十二章 细胞信号转导 PPT课件
终止信号分子的作用;
受体与配体的相互识别是 信号传递的基础:
受体(receptor):指可以识别相应的配体并 与之结合完成信号转导的蛋白分子;一般多为 糖蛋白;受体可分为细胞表面受体和胞内受体; 配体(ligand):指能与相应的受体结合而 发挥信号转导作用的细胞外信号分子,如激 素,神经递质,化学介质,细胞因子等;配体 可分为脂溶性配体和水溶性配体;
受体与配体作用：
受体与配体相互作用的必要条件是：受体和配体的 空间结构必须互补；
一种配体与受体结合并非只能产生一种效应，不同 细胞的受体对于同一种配体可能发生不同的效应；
细胞外来的信号分子不论是与细胞表面受体结合， 还是与胞内受体结合，这些信号分子都是第一信使； 第二信使：指第一信使与受体介导下最早产生的可 将信号向下游传递的信号分子；
受体与配体作用的特点：
受体能选择性地与特定配体结合；
配体具备强的亲和力；
受体-配体结合后显示可饱和性；
受体-配体的结合具有可逆性；
受体与配体的结合科通过磷酸化和去磷酸化进行调节；
信号转导的特点：
信号转导分子激活机制的类同性：蛋白质的磷酸化和去磷酸化， 是绝大多数信号分子可逆地激活的共同机制； 信号转导过程中的级联式效应：信号转导过程中，细胞外信号从 膜上受体到胞内的信号转导和基因调节过程中，经历了多次的信号 转换后信号得以加强； 信号转导途径具有通用性与特异性； 胞内信号途径的相互交叉；
G蛋白偶联受体:
G蛋白偶联受体目前已发现上千种，称为细胞表面受体中的最 大家族，在信号转到中起到十分重要的作用； 所有真核细胞的G蛋白偶联受体都具有相似的结构：一条连续 跨膜7次的a螺旋多肽链，N端位于胞外，C端位于胞内，跨膜部 位为疏水结构，由20-27个氨基酸残基组成；
细胞的信号转导
Protein kinase A phosphorylates key target
被激活的蛋白激酶A可以以两种方式起作用:
enzymes ;
activate the transcription of specific target genes that contain a regulatory sequence called the cAMP response element, or CRE .
5
受体为基因转录调节蛋白
6
介导信号转导反应过程 很长
第二节 受体
01.
受体作用的特点：
02.
能选择性地与特定配体结合
03.
具备强的亲和力
04.
受体-配体结合具有可饱和性
05.
受体-配体结合具有可逆性
06.
受体-配体结合可以通过磷酸化与去磷酸化进行调节
第二节 受体
第三节 细胞内信使
第二信使：受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号传导的活性物质。
二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使体系 PKC
PLC
Ca2+通道
G-protein
IP3
DAG
Ca2+释放
钙离子/钙调蛋白信使体系
01
胞内钙离子浓度低，主要从胞外或内质网/肌浆网进入，调节浓度。
02
钙调蛋白与钙离子结合激活，调控下游激酶、钙泵或其他离子通道的活性。
03
第三节 细胞内信使
01
信号转导的特点
cAMP信使系统：
cAMP signal pathway
cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统的简称(protein kinase A system, PKA)； 该系统属G蛋白偶联受体信号传导； 在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信使cAMP引起细胞反应。
激素、受体与信号转导考试试题
激素、受体与信号转导考试试题
一、A1型题（本大题34小题．每题1.0分，共34.0分。
每一道考试题下面有A、
B、C、D、E五个备选答案。
请从中选择一个最佳答案，并在答题卡上将相应题号的相应字母所属的方框涂黑。
）
第1题
cGMP能激活
A 蛋白激酶A
B 蛋白激酶C
C 蛋白激酶G
D 磷脂酶C
E 酪氨酸蛋白激酶
【正确答案】：C
【本题分数】：1.0分
第2题
关于细胞信息物质的叙述，错误的是
A 是指具有调节细胞生命活动的化学物质
B 细胞释放的所有化学物质均属信息物质
C 特定的细胞释放特定的信息物质
D 信息物质也存在于细胞内
E 会引起靶细胞产生生物学效应
【正确答案】：B
【本题分数】：1.0分
第3题
激活的PKC能磷酸化的氨基酸残基是
A 酪氨酸/丝氨酸
B 酪氨酸/苏氨酸
C 丝氨酸/苏氨酸
D 丝氨酸/组氨酸
E 苏氨酲/组氨酸
【正确答案】：C
【本题分数】：1.0分
第4题
IP3受体位于
A 质膜
B 高尔基体
C 内质网
D 溶酶体
E 核糖体
【正确答案】：C
【本题分数】：1.0分
第5题
直接激活蛋白激酶C的化合物是
A cAMP
B DAG
C IPa
D PIP2
E cGMP
【正确答案】：B
【本题分数】：1.0分
第6题
细胞膜受体的化学本质是
A 糖蛋白。
3.受体及其细胞信号转导(黄巧冰)
（二）酶促信号直接跨膜转导 －通过酶活性受体直接激活底物
Insulin signaling pathways
（三）配体与受体结合后的其他可能性：
1. 内在化：internalization
配体受体结合后的其他可能性： 2. 形成质膜内陷微囊：caveolae
内皮细胞
白蛋白 经过毛 细血管 壁的途 径之一
基础医学院病理生理教研室 黄巧冰
本教学幻灯引用了大量网上图片，在此对作者表示衷心的感谢。
No cell lives in isolation
细胞信号转导的基本过程及其受体的位置
关注受体研究与生物信息学的关系！
一、受体概述
受体的概念、分类以及基本结构
二、受体的信号转导机制 第二信使的概念和种类 第二信使的产生环节 酶促信号直接跨膜转导 三、受体功能调节在生物学中的应用
例如： 膜结合受体—Toll样受体 巨噬细胞的PRRs 胞浆受体—NOD样受体家族受体
病毒受体—RIG样受体家族
提醒： 同一种配体可以有不同的受体结合方式！ 同一种受体可以接受多种不同配体的结合！
同一受体激活后可以有多种不同的生物学效应！
二、受体的信号转导机制
信号与膜受体结合后发生什么？ （一）产生第二信使 受体与配体（第一信使）结合后，激发胞 质内一些新的物质合成，这些新的物质又能触 发下游一系列级联反应。这类物质被称为第二 信使 （second messenger）。 cAMP cGMP IP3 公认的第二信使 DAG Ca2+
更广义概念的受体：能接受外来 刺激（光、机械、化学、病原微 生物）的任何生物大分子物质。 光感受器 ： photoceptor photosensor photoreceptor 机械感受器：mechanicoreceptor mechanoceptor mechanoreceptor HIV gp120与靶细胞上的CD4分 子和辅助受体结合
细胞信号转导的受体与信号转导途径研究
细胞信号转导的受体与信号转导途径研究细胞信号转导是指信号分子从细胞外界传递到细胞内部，并通过细胞内的一系列化学反应，最终影响细胞的行为，包括生长、分化、分裂、运动、细胞死亡等。
然而，不同的细胞和不同的环境条件，需要不同的信号分子、受体和信号转导途径来影响细胞内化学反应的进行。
本文将从细胞信号转导的基础知识入手，介绍细胞信号传递中不同类型的受体以及它们通过不同的信号转导途径传递信号的机制。
1. 细胞膜受体细胞膜受体是一种在细胞膜表面的受体，它们与多种类型的信号分子结合，并激活下游的信号途径。
这些受体的特点是它们能够穿越细胞膜的磷脂双层，并将信号从细胞外部引入到细胞内部。
最常见的细胞膜受体类型有酪氨酸激酶受体、G蛋白偶联受体和离子通道受体。
其中，酪氨酸激酶受体和G蛋白偶联受体是最常见的细胞膜受体类型，它们分别与酪氨酸激酶和G蛋白相互作用。
（1）酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体是通过激活受体的酪氨酸激酶活性来传递信号的。
当一个信号分子与受体结合时，受体会引发共聚自身分子的过程，从而形成一个二聚体或多聚体。
在这个过程中，酪氨酸激酶以蛋白激酶的形式被激活，并开始磷酸化下游的蛋白质，这些下游蛋白质可以影响活性酶、离子通道，或激活多种信号途径。
（2）G蛋白偶联受体G蛋白偶联受体是广泛存在于细胞膜表面，并激活下游信号转导途径的另一种类型受体。
当一个信号分子与受体结合时，它能够激活内膜表面的G蛋白，从而引起下游的一系列反应。
不同的G蛋白可以分别激活不同的酶或离子通道，从而最终影响细胞的行为。
例如Gi/Go G蛋白可以抑制腺苷酸环化酶，引起下游信号途径的抑制；Gs G蛋白能够激活腺苷酸环化酶，从而引起下游信号途径的激活。
2. 细胞核内受体细胞核内受体属于转录因子家族的蛋白质。
这些受体是一种由细胞膜到细胞核内的受体，它们能够穿越细胞膜和核壳，并与适当的配体结合来激活基因转录。
不同的核内受体配体包括激素、维生素和其他脂溶性分子，它们在细胞周期和生命过程中起到至关重要的作用。
《细胞信号转导》PPT课件
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(257)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（40分，每题5分）1. 来源于质膜的不同信号能通过细胞内不同信号途径间的相互作用而被整合。
（）答案：正确解析：细胞信号转导是指细胞通过内皮细胞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，分子生物学从而影响细胞生物学功能的过程。
信号转导途径主要有：G蛋白介导的信号转导途径、受体酪氨酸蛋白激酶（RTPK）信号转导途径、非受体糖蛋白酪氨酸蛋白激酶受体信号转导途径、鸟苷酸环化酶信号转导途径核受体信号转导途径等。
来源于质膜的不同信号能通过细胞内不同信号途径间接收器的相互作用而被整合。
2. 网格蛋白有被小泡与溶酶体融合，其包被最后在溶酶体被水解。
（）答案：错误解析：网格蛋白有被扁枝小泡在出芽后，网格蛋白包被脱落，并不进入溶酶体。
3. 水孔蛋白除容许水分子通过细胞质膜之外，还可跨膜转运脂溶性分子和不带电荷的有机小分子。
（）答案：错误解析：梅利尼蛋白只容许水分子允许通过。
这种严格的入口选择性首先来源于通道内高度保守的氨基酸残基侧链（Arg、His以及Asp）与通过的水分子已经形成氢键，其实是颇为狭窄的孔径，仅0.28nm。
4. 癌细胞生长旺盛，因而糙面内质网特别发达。
（）答案：错误解析：5. 纤毛的运动是微管收缩的结果。
（）答案：错误解析：纤毛的运动是肌动蛋白运动的结果。
6. 线粒体和叶绿体在进行电子传递时，被传递的电子都要穿膜三次，才能传递给最终的电子受体。
（）答案：错误解析：线粒体和叶绿体进行电子传递以后，被传递的电子穿膜的次数是不同的。
7. 通常微管的负端埋在中心体中，而正端只能加长，不能缩短，所以能保证微管的稳定。
（）答案：错误解析：微管的负端埋在中心体中，但正端是可以加长的。
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Novel isoform of PTPN18.
蛋白酪氨酸的水解 （酶受体的失活）！
4. 本身具有酶活性的受体 －细胞膜上起受体作用的酶蛋白 －配体依赖性的蛋白激酶
Signal transduction Cascade
如胰岛素 (insulin) 受体
有参考文献
DNA
mRNA
氨基酸
TLRs ligands
Takeda K, et al 2003
生物信息学在研究中的贡献
模式识别受体：pattern recognition receptors，PRRs 专门识别病原体相关信号。
病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）
（二）酶促信号直接跨膜转导 －通过酶活性受体直接激活底物
Insulin signaling pathways
（三）配体与受体结合后的其他可能性：
1. 内在化：internalization
配体受体结合后的其他可能性： 2. 形成质膜内陷微囊：caveolae
内皮细胞
白蛋白 经过毛 细血管 壁的途 径之一
第三章
受体与细胞间信号转导 Receptor and Intercellular Signal Transduction
基础医学院病理生理教研室 黄巧冰
本教学幻灯引用了大量网上图片，在此对作者表示衷心的感谢。
No cell lives in isolation
细胞信号转导的基本过程及其受体的位置
关注受体研究与生物信息学的关系！
3. 酪氨酸激酶结合型受体 Tyrosine kinase-linked receptor (Receptor tyrosine kinase)
具有酶活性的受体结构 受体酪氨酸激酶结构：
配体结合区 跨膜区
激酶活性区
SH2 binding site
SH- Src homology， 癌基因src保守的同源结构。
1. cAMP的发生 －通过腺苷酸环化酶 （AC）的酶促反应
2. cGMP的发生 －通过鸟苷酸环化酶（GC）的酶促反应
3. IP3和DAG的发生 －通过磷脂酶C（PLC）的酶促反应
4. 离子通道的开放导致细胞内 Ca2+浓度的变化 静息细胞 [Ca2+]i 10-7 mol/L [Ca2+]e 10-3 －10-4 mol/L 细胞兴奋时[Ca2+]i可以升高100倍。
配体（Ligand）：又称第一信 使，指只能与受体有效结合，导 致细胞反应的物质。包括所有细 胞间的化学信号（气体除外）。
更广义概念的受体：能接受外来 刺激（光、机械、化学、病原微 生物）的任何生物大分子物质。 光感受器 ： photoceptor photosensor photoreceptor 机械感受器：mechanicoreceptor mechanoceptor mechanoreceptor HIV gp120与靶细胞上的CD4分 子和辅助受体结合
蛋白质
Insulin receptor
胰岛素受体胞外段的保守氨基酸序列
5. 核受体 (nuclear receptor) 1）甾类激素受体：皮质激素 和性激素受体 2）非甾类激素受体：甲状腺 激素、维生素和前列腺素受体
3）孤儿受体：未找到内源性 配体的受体 入核的物质直接影响 DNA的转录和翻译！
信不信由你！Believe or not!
Despite the complex regulatory features of GPCRs, about 40% of pharmaceuticals in the market today target this receptor class.
设计功能选择性的血管 紧张素受体拮抗剂
The discovery of how potassium ion channels are built and how they function.
有参考文献
K离子通道 A:拓扑结构 B:俯瞰通道 C:氨基酸序列
Ion channels: structural bioinformatics and modelling Human Molecular Genetics, 2002, Vol. 11, No. 20
麻黄碱可直接激动1， 2， 1和2受体， 或刺激释放去甲肾上 腺素，启动一系列的 细胞反应。
配 体：去甲肾上腺素（神经递质） 麻黄碱：受体激动剂（agonist） 受 体：β 肾上腺素能受体 细胞反应：交感神经系统兴奋
（二、三） 受体的分类和结构
G蛋白耦联受体 离子通道型受体 酪氨酸激酶结合型受体 本身具有酶活性的受体
膜受体
具有酶活性的受体
核受体
甾类激素受体 非甾类激素受体 孤儿受体
受体的基本结构：蛋白质，氨基酸序列
1. G蛋白耦联受体 －GPCR G protein-coupled receptor
G蛋白耦联受体（GPCR）的结构 7次跨膜，6个袢； 羧基、氨基内外放。
GPCR的作用方式
GPCRs play key roles in a large number of physiological and pathophysiological conditions. Pathways involving GPCRs are the targets of hundreds of therapeutically useful drugs, including antihistamines, neuroleptics, antidepressants, and antihypertensives.
一、受体概述
受体的概念、分类以及基本结构
二、受体的信号转导机制 第二信使的概念和种类 第二信使的产生环节 酶促信号直接跨膜转导 三、受体功能调节在生物学中的应用
一、受体概述
（一）、受体的概念 英文： Receptor 电子仪器设备－接收器 受体的生物学概念： 细胞表面或细胞内的一种大分子物质 （通常是蛋白质），能特异地与配体结 合并导致细胞的生物反应。
例如： 膜结合受体—Toll样受体 巨噬细胞的PRRs 胞浆受体—NOD样受体家族受体
病毒受体—RIG样受体家族
提醒： 同一种配体可以有不同的受体结合方式！ 同一种受体可以接受多种不同配体的结合！
同一受体激活后可以有多种不同的生物学效应！
二、受体的信号转导机制
信号与膜受体结合后发生什么？ （一）产生第二信使 受体与配体（第一信使）结合后，激发胞 质内一些新的物质合成，这些新的物质又能触 发下游一系列级联反应。这类物质被称为第二 信使 （second messenger）。 cAMP cGMP IP3 公认的第二信使 DAG Ca2+
药学概念的受体：Receptor－ Any cellular macromolecule that a drug binds to initiate its effects. Drug: A chemical substance that interacts with a biological system to produce a physiologic effect.
鉴定出它们的特异性或非特异性配基，是 GPCR研究和药物开发的一个重要方向。
http://biophysics.biol.uoa.gr/gpDB/
有参考文献
2. 离子通道型受体 Ion-channel receptor
例如：乙酰胆碱受体（Acetycholine Receptor， AchR）
突触前膜释放Ach
Ach与突触后膜的受体结合， 开放通道，离子进入细胞兴奋
Ach 被分解
离子通道型受体的结构
亚基形成多聚体， 各有多个跨膜区， 羧基、氨基外游离。
离子通道型受体 的作用方式
有参考文献
2003 Nobel Prize winner Roderick MacKinnon M.D. from Rockefeller University
受体的激活剂（agonist）和 拮抗剂（antagonist）： An agonist is a chemical that binds to a receptor of a cell and triggers a response by the cell. An agonist often mimics the action of a naturally occurring substance. An agonist produces an action. An antagonist blocks an action of an agonist.
三、受体功能调节在生物学中的应用
Up- and down- regulation of receptor
作为蛋白质，从基因水平一直到翻译后 修饰等，受体的功能调节都可以进行调节。
受体功能的调节异常可以致病； 通过调节受体功能可以治病。
受体异常：受体异常而导致的疾病称为受体病。 遗传性：基因突变使受体表达异常 如胰岛素受体缺陷—胰岛素抵抗
T3,T4: 甲状腺素
TR: 甲状腺素受体
核受体的生物信息学
介绍来自Nature的一篇综述.
强调医学与生物信息的互相交流和学习
6. 感受病原体信号的受体 Toll like receptors (TLRs)
A family of proteins , discovered in 1997, which are structurally related to drosophila Toll and IL1 receptor Include TLR1—TLR 11 • Recognize specific pattern of microbial components, especially from pathogen • Regulate the activation of both innate and adaptive immunity