信号通路途径
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代谢类酶 基因调节蛋白 细胞骨架蛋白
代谢改变 基因表达 细胞形状
改变
或运动改变
精品课件
（一） cAMP信号通路
cAMP信号通路是通过调节第二信使cAMP 的浓度水平，将细胞内的信号转变为细胞内的信 号。
cAMP是第一个被发现的第二信使。
NH2
1、cAMP的发现N
N
O CH2O N O P O OH
精品课件
一、G蛋白偶联信号途径
G蛋白可以与GTP结合并具有GTP酶活性。它由、、 三 个亚Fra Baidu bibliotek组成，其作用是分子开关。
有两种构象： 非活化型： 三聚 体 与GDP结合 活化型： 亚基 与GTP 结合， 二聚体脱落
精品课件
G蛋白偶联信号途径的组成
细胞外信号分子 受体蛋白分子
细胞内信号分子
靶位蛋白
抑制型G蛋白模式
精品课件
精品课件
(3).蛋白激酶A PKA结构 PKA全酶：R2C2，Ⅰ型和Ⅱ型 C亚基：含ATP结合位点、催化位点、底物结合部位
及自主磷酸化位点。 R亚基：含二聚化结合域、假底物功能域和cAMP结
合位点。
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PKA对基因表达的调节作用
信号分子与受体结合通过G 蛋白活化腺苷酸环化酶，导 致细胞内cAMP浓度增高激活 蛋白激酶A，被活化的蛋白 激酶A（催化亚基）转为进 入细胞核，使基因调控蛋白 （cAMP应答结合蛋白，CREB） 磷酸化，磷酸化的基因调控 蛋白与靶基因调控序列结合， 增强靶基因的表达。
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Ras蛋白的激活
GTP酶活 化蛋白
GRF
鸟苷酸释 放因子
精品课件
配体→RTK→接头蛋白 →GEF（Sos）→Ras→Raf
（MAPKKK）
→MAPKK→MAPK→ 进入细胞→其他激酶或基 因调控蛋白的磷酸化修饰 →基因表达产生多种效应
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三、 TGF-β信号途径
精品课件
(1).腺苷酸环化酶（AC） cAMP在正常情况下在细胞内的浓
度≤10－6mol/L、其浓度受腺苷酸环化酶的 调节 ，它能催化ATP转化成cAMP。
精品课件
(2).受体和G蛋白 激活型受体和抑制型受体，都
是G蛋白偶联受体，具有相似的跨膜7次的 结构。但是，由于胞外的信号的不同，有 两种调节模式：活化型G蛋白模式
N E a rl W ilb u r S u th e rla n d Jr （ 1915 - 1974）
萨瑟兰（Earl W. Sutherland, Jr） 1915.11.9 ~ 1974.3.9
1971年获诺贝尔生理学和医学奖
OH
精品课件
2、cAMP信号通路的主要组分
腺苷酸环化酶（AC） 受体 G蛋白 cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA) 环腺苷酸二脂酶（PDE）
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二、 PTK-Ras信号途径
受体络氨酸介导的信号通路主要有Ras信号通路、 PI3K信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等等。
信号分子间的识别结构域主要有三类：
酪氨酸
SH2结构域:介导信号分子与含磷酸
蛋白分子结合；
SH3结构域：介导信号分子与富含脯 氨酸的蛋白质分子结合；
PH结构域：与磷脂类分子PIP2、 PIP3、IP3等结合。
视紫红质：为7次跨膜蛋白，是视觉感受其 中G蛋白偶联型受体，光照使Rh视黄醛的结 构变为反式。Rh可以分解为视黄醛和视蛋 白，激活的视紫红质可以激活Gt蛋白，后 激活cGMP-PDE，从而使降低胞内的cGMP。
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CAMP的作用是激活质膜的钠通道。在黑暗状态下， 高浓度的cGMP可直接结合钠通道使离子通道开放，钠离子内流 膜去极化；当细胞内的cGMP因cGMP-PDE活性增强而水平下降时 钠离子通道关闭产生超级化，这个负效应就会起到传递视兴奋 的作用。
-----被DAG酯酶水解成单酯酰甘油。
DAG代谢周期很短，不能长期维持PKC活
性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活
性所产生的效应。现发现另一种DAG生成途径，即由
磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来
维持PKC的长期效应。
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(三)、视觉感受器中G蛋白偶联信号通路
在视觉感受器中发现的G蛋白称为Gt，在黑 暗条件下视杆细胞中的cGMP浓度较高，它 的生成受鸟苷酸环化酶的催化。cGMP-PDE磷酸二酯酶的作用是催化cGMP水解。
DAG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋
白激酶C（Protein Kinase C，PKC）。PKC
以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞
接受刺激，产生IP3 ，使Ca2+浓度升高，
PKC便转位到质膜内表面，被DAG活化，PKC
可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化。
从而激活蛋白激酶联级反应链，激活基因
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受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTK）
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Ras蛋白传递途径
Ras蛋白是一种单体GTP结合蛋白， 具有GTPase活性。分布于胞质中，结合GTP 时为活化状态，结合GDP时为失活状态。
30%的人类恶性肿瘤与Ras基因突变 有关，突变的Ras蛋白与GTP永久结合，导 致细胞持续增殖。
主要的肿瘤相关信号途径
赵洪春 2014年11月18日
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肿瘤的发生和发展是一个多因 素、多基因参与、经过多个阶段才形成的 极其复杂的生物学现象。癌细胞基因在漫 长的进化中保持高度保守绝非偶然，在肿 瘤发生过程中正常的基因调控紊乱，可导 致细胞信号传递网络异常。与正常细胞相 比，在肿瘤细胞中往往一些通路处于异常 活跃的状态，另一些通路则传递受阻。
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（4）环腺苷酸磷酸二酯酶
PDE和AC的作用刚好相反，它能降解cAMP 为5-AMP,起终止信号的作用。
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3.cAMP-PKA信号传导转导通路
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IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合， 开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高，激活 各类依赖钙离子的蛋白。这一作用几乎发 生在所有真核细胞中。
调控蛋白；或使基因调控蛋白的抑制蛋白
失活。
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信号的终止
IP3信号的终止：是通过去磷酸化形成IP2、或磷酸化 为IP4 。Ca2+被质膜上的钙泵和Na+- Ca2+交换器抽
出细胞，或被内质网膜上的钙泵抽回内质网。
DAG信号的终止：
-----被DAG激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷
脂酰肌醇循环；
代谢改变 基因表达 细胞形状
改变
或运动改变
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（一） cAMP信号通路
cAMP信号通路是通过调节第二信使cAMP 的浓度水平，将细胞内的信号转变为细胞内的信 号。
cAMP是第一个被发现的第二信使。
NH2
1、cAMP的发现N
N
O CH2O N O P O OH
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一、G蛋白偶联信号途径
G蛋白可以与GTP结合并具有GTP酶活性。它由、、 三 个亚Fra Baidu bibliotek组成，其作用是分子开关。
有两种构象： 非活化型： 三聚 体 与GDP结合 活化型： 亚基 与GTP 结合， 二聚体脱落
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G蛋白偶联信号途径的组成
细胞外信号分子 受体蛋白分子
细胞内信号分子
靶位蛋白
抑制型G蛋白模式
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(3).蛋白激酶A PKA结构 PKA全酶：R2C2，Ⅰ型和Ⅱ型 C亚基：含ATP结合位点、催化位点、底物结合部位
及自主磷酸化位点。 R亚基：含二聚化结合域、假底物功能域和cAMP结
合位点。
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PKA对基因表达的调节作用
信号分子与受体结合通过G 蛋白活化腺苷酸环化酶，导 致细胞内cAMP浓度增高激活 蛋白激酶A，被活化的蛋白 激酶A（催化亚基）转为进 入细胞核，使基因调控蛋白 （cAMP应答结合蛋白，CREB） 磷酸化，磷酸化的基因调控 蛋白与靶基因调控序列结合， 增强靶基因的表达。
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Ras蛋白的激活
GTP酶活 化蛋白
GRF
鸟苷酸释 放因子
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配体→RTK→接头蛋白 →GEF（Sos）→Ras→Raf
（MAPKKK）
→MAPKK→MAPK→ 进入细胞→其他激酶或基 因调控蛋白的磷酸化修饰 →基因表达产生多种效应
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三、 TGF-β信号途径
精品课件
(1).腺苷酸环化酶（AC） cAMP在正常情况下在细胞内的浓
度≤10－6mol/L、其浓度受腺苷酸环化酶的 调节 ，它能催化ATP转化成cAMP。
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(2).受体和G蛋白 激活型受体和抑制型受体，都
是G蛋白偶联受体，具有相似的跨膜7次的 结构。但是，由于胞外的信号的不同，有 两种调节模式：活化型G蛋白模式
N E a rl W ilb u r S u th e rla n d Jr （ 1915 - 1974）
萨瑟兰（Earl W. Sutherland, Jr） 1915.11.9 ~ 1974.3.9
1971年获诺贝尔生理学和医学奖
OH
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2、cAMP信号通路的主要组分
腺苷酸环化酶（AC） 受体 G蛋白 cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA) 环腺苷酸二脂酶（PDE）
精品课件
二、 PTK-Ras信号途径
受体络氨酸介导的信号通路主要有Ras信号通路、 PI3K信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等等。
信号分子间的识别结构域主要有三类：
酪氨酸
SH2结构域:介导信号分子与含磷酸
蛋白分子结合；
SH3结构域：介导信号分子与富含脯 氨酸的蛋白质分子结合；
PH结构域：与磷脂类分子PIP2、 PIP3、IP3等结合。
视紫红质：为7次跨膜蛋白，是视觉感受其 中G蛋白偶联型受体，光照使Rh视黄醛的结 构变为反式。Rh可以分解为视黄醛和视蛋 白，激活的视紫红质可以激活Gt蛋白，后 激活cGMP-PDE，从而使降低胞内的cGMP。
精品课件
CAMP的作用是激活质膜的钠通道。在黑暗状态下， 高浓度的cGMP可直接结合钠通道使离子通道开放，钠离子内流 膜去极化；当细胞内的cGMP因cGMP-PDE活性增强而水平下降时 钠离子通道关闭产生超级化，这个负效应就会起到传递视兴奋 的作用。
-----被DAG酯酶水解成单酯酰甘油。
DAG代谢周期很短，不能长期维持PKC活
性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活
性所产生的效应。现发现另一种DAG生成途径，即由
磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来
维持PKC的长期效应。
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(三)、视觉感受器中G蛋白偶联信号通路
在视觉感受器中发现的G蛋白称为Gt，在黑 暗条件下视杆细胞中的cGMP浓度较高，它 的生成受鸟苷酸环化酶的催化。cGMP-PDE磷酸二酯酶的作用是催化cGMP水解。
DAG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋
白激酶C（Protein Kinase C，PKC）。PKC
以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞
接受刺激，产生IP3 ，使Ca2+浓度升高，
PKC便转位到质膜内表面，被DAG活化，PKC
可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化。
从而激活蛋白激酶联级反应链，激活基因
精品课件
受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTK）
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Ras蛋白传递途径
Ras蛋白是一种单体GTP结合蛋白， 具有GTPase活性。分布于胞质中，结合GTP 时为活化状态，结合GDP时为失活状态。
30%的人类恶性肿瘤与Ras基因突变 有关，突变的Ras蛋白与GTP永久结合，导 致细胞持续增殖。
主要的肿瘤相关信号途径
赵洪春 2014年11月18日
精品课件
肿瘤的发生和发展是一个多因 素、多基因参与、经过多个阶段才形成的 极其复杂的生物学现象。癌细胞基因在漫 长的进化中保持高度保守绝非偶然，在肿 瘤发生过程中正常的基因调控紊乱，可导 致细胞信号传递网络异常。与正常细胞相 比，在肿瘤细胞中往往一些通路处于异常 活跃的状态，另一些通路则传递受阻。
精品课件
（4）环腺苷酸磷酸二酯酶
PDE和AC的作用刚好相反，它能降解cAMP 为5-AMP,起终止信号的作用。
精品课件
3.cAMP-PKA信号传导转导通路
精品课件
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IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合， 开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高，激活 各类依赖钙离子的蛋白。这一作用几乎发 生在所有真核细胞中。
调控蛋白；或使基因调控蛋白的抑制蛋白
失活。
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信号的终止
IP3信号的终止：是通过去磷酸化形成IP2、或磷酸化 为IP4 。Ca2+被质膜上的钙泵和Na+- Ca2+交换器抽
出细胞，或被内质网膜上的钙泵抽回内质网。
DAG信号的终止：
-----被DAG激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷
脂酰肌醇循环；