生物化学 第15章细胞信号转导
医学生物化学信号转导
3. 化学信号分子的特点
1. 高度专一性；
2. 高度亲和性； 3. 可饱和性；
4. 可逆性；
5. 特定的作用模式
4.信号分子的作用
实现多细胞高等生物中细胞间的相互影响。
5.作用特点：
均需通过受体对靶细胞发挥作用，受体存在于细
胞膜或细胞内，能特异识别并结合信号分子的一
类蛋白质。
二、信号分子பைடு நூலகம்分泌性）的作用途径
特点：受体均为跨膜蛋白质； 胞外结构域与信号分子结合； 胞内结构域具有酶活性（或与其他酶相关联）。
一、受体鸟苷酸环化酶信号转导系统
特点：受体的膜内结构域具鸟苷酸环化酶活性， 无需G蛋白介导
细胞外信号（心钠素） + 受体 （鸟苷酸环化酶活性） GTP cGMP cGMP 依赖的蛋白激酶 （G激酶 ） 靶细胞磷酸化
cAMP、Ca2+、IP3 （肌醇三磷酸）、DG（二磷酰甘油）
四、通过cAMP的信号转导系统
（一 ）受体通过调节腺苷酸环化酶来控制cAMP 浓度 1. cAMP的生成： a. 原料：ATP b. 酶：腺苷酸环化酶 c. 催化反应：ATP cAMP（图17-7）
2. cAMP的降解
磷酸二酯酶 cAMP H2O 5`AMP
1）环核苷酸（cAMP、cGMP） 核苷酸环化酶（合成酶）
磷酸二酯酶（降解酶）
环核苷酸调节蛋白激酶活性
蛋白激酶不是环核苷酸的唯一靶分子
2）脂类（DAG、IP3） 磷脂酶（PLC）和磷脂酰肌醇激酶 DG PKC；IP3 钙离子通道
3）钙离子（具有明显的细胞内区域特征）
通过钙调蛋白实现
4）NO的信使功能
肌醇三磷脂IP3的生成
（2）IP3和DG的作用
简述细胞信号转导的过程
简述细胞信号转导的过程细胞信号转导是细胞内外信息传递的过程，通过这个过程，细胞可以感知和响应外界刺激，并调控细胞内的生物活动。
细胞信号转导过程复杂而精确，涉及多种分子信号、信号传递通路和调控机制。
本文将以简洁明了的语言，从信号的产生、传递和响应三个方面，详细介绍细胞信号转导的过程。
一、信号的产生细胞信号可以来自于细胞外部环境，如激素、神经递质、细胞外基质等，也可以来自于细胞内部，如细胞器的功能变化、代谢产物的积累等。
这些信号分为内源性信号和外源性信号。
内源性信号是由细胞内部的变化所产生的，如细胞内的离子浓度变化、代谢产物积累等。
外源性信号则是由细胞外部的刺激所引起的，如激素的结合、神经递质的释放等。
二、信号的传递细胞信号的传递主要通过信号分子在细胞内外之间的传递来实现。
细胞膜是信号传递的重要场所，其表面覆盖着许多受体分子，当外界信号分子与受体结合时，受体会发生构象变化，并激活下游的信号传递通路。
这些通路包括细胞内信号传导分子的激活、蛋白质的磷酸化和解磷酸化等一系列反应。
这些反应可以通过细胞内的信号传导通路来调控，形成一个复杂的信号网络。
三、信号的响应细胞信号的响应是指细胞对信号的感知和相应行为。
细胞可以通过调节基因表达、蛋白质合成、细胞骨架重组等方式，来实现对信号的响应。
基因表达调控是一种常见的信号响应方式，细胞可以通过转录因子的激活或抑制来改变基因的表达水平。
蛋白质合成则是通过信号传导通路内的蛋白质磷酸化或解磷酸化等酶促反应来实现。
细胞骨架重组是通过改变细胞内骨架蛋白的结构和功能，来调节细胞形态和运动。
细胞信号转导的过程是一个动态平衡的过程，信号的产生、传递和响应是相互关联的。
细胞通过调节信号分子、信号传导通路和调控机制的活性，来实现对外界刺激的感知和响应。
这个过程在细胞生理、发育和疾病中起着重要的作用。
例如，细胞信号转导的异常会导致癌症、心血管疾病等多种疾病的发生和发展。
总结起来，细胞信号转导是细胞内外信息传递的过程，包括信号的产生、传递和响应三个方面。
生物化学资料：第15章细胞信号转导改
目录
（一）化学信号通讯：从简单到复杂的
化学信号通讯是生物适应环境不断变异、进化 的结果。 1. 单细胞生物与外环境直接交换信息。
2. 多细胞生物 适应环境变化 细胞与细胞之间在功能上的协调统一
10
目录
多细胞生物细胞间的联系
➢ 细胞与细胞的直接联系： 物质直接交换，或者是通过细胞表面分子相互 作用实现信息交流。
泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白。它的主要功能是标记 需要分解掉的蛋白质,使其被水解。当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候,蛋 白酶就会将该蛋白质水解。
细胞信号转导概述
The General Information of Signal Transduction
7
细胞周期的关键调节分子 细胞膜离子通道作用机制 嗅受体及其作用机制 泛素介导的蛋白质降解
诺贝尔奖获得者
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
Alfred Gilman，Martin Rodbell
Robert F. Furchgott，Louis J. Ignarro，Ferid Murad
受体按照其作用位置分为： 细胞表面受体（多为糖蛋白）
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目录
属于这一类通讯的有：
1. 相邻细胞间粘附因子 的相 互作用、
2. T淋巴细胞与B淋巴细胞表面 分子的相互作用等。
T淋巴细胞 靶细胞
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目录
二、特异性受体接收细胞外信号
（一）化学信号通过受体在细胞内转换和传递
受体（receptor）是细胞膜上或细胞内能特异 的识别外源化学信号并与之结合的成分，其化 学本质是蛋白质，个别是糖脂 。
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第15章细胞信号转导
Thr
Ser -O-PO32-
Ser -OH
Tyr 酶蛋白 Pi 磷蛋白磷酸酶 H2O
Tyr 磷酸化的 酶蛋白
2. 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 ①蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶： 包括PKA、PKG、PKC、PKA、 Ca 2+/CaM-依赖性激酶、MAPK ②蛋白酪氨酸激酶: 包括受体型PTK和非受体型PTK
二是转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信号， 并传递至其他分子引起细胞应答。
受体与信号分子结合的特性：
高度的专一性、高度的亲和力、可饱和性、特定的作用模式
目录
受体位置：
细胞表面受体
接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号分子和其它细 胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分 子、粘附分子等。
式；当结合GDP时为非活化状态，使信
号途径关闭。
GTP酶的活性：G蛋白的活化形式有GTP酶的
活性（霍乱毒素可使G蛋白失去GTP酶的活性）。
目录
G蛋白主要有两大类： • 异源三聚体G蛋白：与7次跨膜受体结合，以α、 β、γ亚基三聚体的形式存在于 细胞质膜内侧，简称G蛋白。 • 低分子量G蛋白：Ras蛋白，又叫小G蛋白，也称 P21蛋白。
目录
2、白细胞介素受体通过JAK-STAT途径转导信号（记住名字即可）
目录
细胞信息转导（纲要）
一、细胞信号转导概述 第二信使的概念及种类 二、细胞内信号转导分子 1、cAMP生成及降解所需要的酶及其作用。 2、G蛋白：鸟苷酸（GTP或GDP）结合蛋白，α、β、γ三亚基组成，可与 AC等酶偶联，霍乱弧菌使其持续活化。 三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1、通过胞内受体发挥作用的激素有哪些？ 2、G蛋白偶联受体信号的主要途径是哪些？（cAMP-PKA信号途径等） 3、Grb2通过募集SOS（一种鸟苷酸交换因子）激活Ras，Ras结合GTP时有 活性，它还有GTP酶的活性。 4、酶偶联受体途径（Ras-MAPK途径及JAK-STAT途径）与细胞的生长、 增殖有关。
细胞信号转导的分子机制
细胞信号转导的分子机制四、细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位信号转导药物：研究各种病理过程中发现的信号转导分子结构与功能的改变为新药筛选和开发提供了靶位信号转导分子的激动剂和抑制剂是信号转导药物研究的出发点，尤其是各种蛋白激酶的抑制剂更是被广泛用作母体药物进行抗肿瘤新药的研发。
G蛋白循环G?种类效应分子细胞内信使靶分子asAC活化↑cAMP↑PKA活性↑aiAC活化↓cAMP↓PKA活性↓aqPLC活化↑Ca2+、IP3、DAG↑PKC活化↑atcGMP-PDE 活性↑cGMP↓Na+通道关闭哺乳动物细胞中的G?亚基种类及效应（二）不同G蛋白偶联受体可通过不同通路传递信号1.cAMP-PKA通路胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素等可激活此通路底物(酶或蛋白质)名称受调节的通路糖原合酶糖原合成磷酸化酶b激酶糖原分解丙酮酸脱氢酶丙酮酸→乙酰辅酶A激素敏感脂酶甘油三脂分解和脂肪酸氧化酪氨酸羟化酶多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素合成组蛋白H1、组蛋白H2BDNA聚集蛋白磷酸酶1抑制因子1蛋白去磷酸化转录因子CREB转录调控（1）调节代谢（2）调节基因表达（3）调节细胞极性PKA亦可通过磷酸化作用激活离子通道，调节细胞膜电位。
2.IP3/DAG-PKC通路激素促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素、抗利尿素与受体结合后可激活此通路PKC对基因的早期活化和晚期活化3.Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶通路G蛋白偶联受体至少可通过三种方式引起细胞内Ca2+浓度升高：某些G蛋白可以直接激活细胞质膜上的钙通道，通过PKA激活细胞质膜的钙通道，促进Ca2+流入细胞质；通过IP3促使细胞质钙库释放Ca2+。
CaM-K可激活各种效应蛋白，在收缩和运动、物质代谢、神经递质的合成、细胞分泌和分裂等多种生理过程中起作用。
激素四、酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号酶偶联受体指那些自身具有酶活性，或者自身没有酶活性，但与酶分子结合存在的一类受体。
第15章 细胞信号转导习题
第15章细胞信号转导习题第15章细胞信号转导习题第十五章细胞信号转导备考测试（一）名词解释1.受体2.激素3.信号分子4.g蛋白5.细胞因子6.自分泌信号传递（二）选择题a型题：1.关于激素描述错误的是：a.由内分泌腺/细胞制备并排泄b.经血液循环中转c.与适当的受体共价融合d.促进作用的高低与其浓度有关e.可以在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2.下列哪种激素属于多肽及蛋白质类：a.糖皮质激素b.胰岛素c.肾上腺素d.前列腺素e.甲状腺激素3.生长因子的特点不包括：a.就是一类信号分子b.由特定分化的内分泌腺所排泄c.促进作用于特定的靶细胞d.主要以旁排泄和自排泄方式发挥作用e.其化学本质为蛋白质或多肽4.根据经典的定义，细胞因子与激素的主要区别是：a.就是一类信号分子b.促进作用于特定的靶细胞c.由普通细胞制备并排泄d.可以调节靶细胞的生长、分化e.以内分泌、旁排泄和自排泄方式发挥作用5.神经递质、激素、生长因子和细胞因子可通过下列哪一条共同途径传递信号：17.蛋白激酶8.钙调蛋白9.g蛋白偶联型受体10.向上调节11.细胞信号转导途径12.第二信使a.构成动作电位b.并使离子通道对外开放c.与受体融合d.通过胞饮步入细胞e.民主自由出入细胞6.受体的化学本质是：a.多糖b.长链不饱和脂肪酸c.生物碱d.蛋白质e.类固醇7.受体的特异性取决于：a.活性中心的构象b.配体融合域的构象c.细胞膜的流动性d.信号转导功能域的构象e.g蛋白的构象8.关于受体的作用特点，下列哪项是错误的：a.特异性较低b.就是对称的c.其离解常数越大，产生的生物效应越大d.就是可饱和的e.融合后受体可以出现变构9.下列哪项与受体的性质不符：a.各类激素存有其特异性的受体b.各类生长因子存有其特异性的受体c.神经递质存有其特异性的受体d.受体的本质就是蛋白质e.受体只存有于细胞膜上10.下列哪种受体是催化型受体：a.胰岛素受体b.甲状腺激素受体c.糖皮质激素受体d.肾上腺素能够受体e.活性维生素d3受体11.酪氨酸蛋白激酶的作用是：a.并使蛋白质融合上酪氨酸b.并使所含酪氨酸的蛋白质转化成c.并使蛋白质中的酪氨酸转化成d.并使效应蛋白中的酪氨酸残基磷酸化e.并使蛋白质中的酪氨酸水解12.下列哪种激素的受体属于胞内转录因子型：a.肾上腺素b.甲状腺激素c.胰岛素d.促发展甲状腺素e.胰高血糖素213.下列哪种物质不属于第一信使：a.1,25-(oh)2d3b.肾上腺素c.dagd.糖皮质激素e.生长激素14.下列哪种物质不属于第二信使：a.campb.ca2+c.cgmpd.ip3e.胰岛素15.经camp信号转导途径传递信号的激素受体：a.受体本身具备催化剂camp分解成的功能b.与激素融合后，放出催化亚基c.与催化剂camp分解成的酶就是各自单一制的d.特异性不低，可以融合多种激素e.受体与激素融合后，camp分解成一定减少16.g蛋白的α亚基与gtp结合后，一般不会发生：a.可以调节离子通道b.与βγ亚基离解c.可以转化成腺苷酸环化酶d.可抑制磷脂酶ce.可以调节受体与配体的亲和力17.关于g蛋白的叙述下列哪项是错误的：a.就是一类存有于细胞膜受体与效应蛋白之间的信号转导蛋白b.由α、β、γ三种亚基构成的异三聚体c.α亚基具有gtpase活性d.βγ亚基结合紧密e.α亚基-gdp对效应蛋白有调节作用18.小分子g蛋白就是指：a.g蛋白的α亚基b.crebc.蛋白激酶gd.rase.raf激酶19.腺苷酸环化酶主要存有于靶细胞的：a.细胞核b.细胞膜c.胞液d.线粒体基质e.微粒体20.camp发挥作用须要通过：a.葡萄糖激酶b.脂酸硫激酶c.蛋白激酶d.磷酸化酶e.氧化磷酸化321.camp对蛋白激酶a的作用方式是：a.与酶的活性中心融合b.与酶的催化亚基融合而进一步增强其活性c.并使pka磷酸化而转化成d.并使pka退磷酸化而转化成e.与酶的调节亚基融合后，催化亚基离解而转化成22.多肽激素诱导camp生成的过程是：a.直接激活腺苷酸环化酶b.直接抑制磷酸二酯酶c.激素-受体复合体活化腺苷酸环化酶d.激素-受体复合体使g蛋白结合gtp而活化，后者再激活ace.激素激活受体，受体再激活腺苷酸环化酶23.心房肽的第二信使就是：a.campb.cgmpc.ip2+3d.cae.dag24.no通过哪条信号转导途径发挥作用：a.camp信号转导途径b.cgmp信号转导途径c.dagmip3信号转导途径d.pi3k信号转导途径e.tpk信号转导途径25.催化剂pip2水解分解成ip3的酶就是：a.磷脂酶a1b.磷脂酶cc.蛋白激酶ad.蛋白激酶ce.26.ip3的轻易促进作用就是：a.促进内质网中ca2+的释放b.激活pkcc.推动ca2+与钙调蛋白融合d.并使细胞膜ca2+地下通道对外开放e.推动甘油二酯分解成27.ip3的生理功能是：a.就是细胞内储能物质b.就是肌醇的活化形式磷脂酶a24c.是激素作用于膜受体后的第二信使d.能直接激活pkae.是细胞膜的结构成分28.ip3受体坐落于：a.质膜b.细胞核膜c.内质网膜d.溶酶体膜e.核糖体29.关于第二信使dag的描述恰当的就是：a.由甘油三酯水解时生成b.由于分子小，可进入胞液c.只能由pip2+2水解而分解成d.可以提升pkc对ca的敏感性e.只与细胞早期反应的信号转导过程有关30.关于pkc的叙述下列哪项是错误的：a.可以催化剂效应蛋白的酪氨酸残基磷酸化b.与肿瘤发生密切相关c.就是一种ca2+/磷脂依赖型蛋白激酶d.dag可以调节其活性e.可以催化剂多种效应蛋白磷酸化31.下列物质中能直接参与激活pkc的是：a.campb.cgmpc.ca2+d.磷脂酰胆碱e.磷脂酰肌醇32.下列物质中与pkc激活无直接关系的是：a.dagb.campc.磷脂酰丝氨酸d.ca2+e.ip333.pka与pkc的共同之处是：a.均由4个亚基组成b.调节亚基富含半胱氨酸c.调节亚基有camp的结合位点d.均能够催化剂效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化e.均存有10多种同工酶34.pi3k的底物和产物不包括：5。
细胞信号转导
细胞信号转导摘要：细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合,引发细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用,直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程. 细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。
关键词：细胞信号、受体、传导正文：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。
二、信号转导受体（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。
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。
【2024版】细胞生物学笔记-信号转导
可编辑修改精选全文完整版细胞的信号转导信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程完整的信号传递程序:1、合成信号分子;2、细胞释放信号分子;3、信号分子向靶细胞转运;4、信号分子与特异受体结合;5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用;6、终止信号分子的作用;第一节、细胞外信号1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。
如：配体2、配体的概念：指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。
3、配体的类型：1）水溶性配体：N递质、生长因子、肽类激素2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。
第二节、受体一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。
二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内）1、细胞表面受体类型1）离子通道偶联受体：特点：本身既有信号结合位点又是离子通道组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。
2）酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。
特点：N端细胞外区有配体结合部，C端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性。
组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。
3、 G蛋白偶联受体：是N递质、激素、肽类配体的受体。
1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G蛋白，活化的G蛋白再激活第二信使的酶类。
通过第二信使引起生物学效应。
2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。
3）G蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢，敏感，灵活，类型多。
G蛋白偶联受体:G蛋白（由G蛋白偶联受体介导的信号转导）1）、G蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G蛋白偶联受体—G蛋白2）、G蛋白的结构特征：①由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。
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激素与受体的结合特征
1. 高度专一性 2.高度亲和力 3.可饱和性
4.激素与受体的结合曲线 呈可饱和状态 5.特定的作用模式
受体的分类、结构与功能
环状受体 G蛋白偶联受体 单个跨膜的α螺旋受体 具有鸟苷酸环化酶活性的受体
受体本身构成离子通道。当 其结合域与配体结合后，受 体变构使通道开放或关闭， 引起或切断阳离子、阴离子 的流动，从而传递信息。如 谷氨酸受体与谷氨酸结合时， 通道开放，突触后膜的Na+、 K+通透性增强，膜电位下降 而产生兴奋性突触后电位。
一、cAMP蛋白激酶途径
激素 +受体
激素—受体
G蛋 白
G蛋 白 a
ACi
A Ca
Mg 2+
ATP
cA M P
磷 酸 二 酯 酶 （ PDE） Mg 2+
蛋 白 激 酶 A (P K A )
5 '— A M P
多种酶磷酸化 调节代谢
某些蛋白磷酸化
产生生物学效应
CREB中 特 定 的 丝 氨 酸 或苏氨酸残基磷酸化
活化晚期反应基因
细胞增生核型变化 细胞生长和分化
产生生物学效应
三、cGMP蛋白激酶途径
G T P
激 素 + 受 体激 素 — 受 体G c
c G M P NO
P K G
靶 蛋 白 丝 /苏 氨产 生 生 物 酸 残 基 磷 酸 化 学 效 应
四、酪氨酸蛋白激酶途径
细胞外信号
受 体 型 TPK
此类激素包括胰岛素、甲状旁腺素 等蛋白类激素、生长因子等肽类激素及 肾上腺素等儿茶酚按类激素。这些激素 都是亲水性的，难以越过由脂双层构成 的细胞表面的质膜。这类激素常通过跨 膜传递途径将信号传递到细胞内。然后 通过第二信使，将信号逐级放大，产生 显著代谢效应。跨膜信号传递不止一条，
第15章--细胞信号转导习题
第十五章细胞信号转导复习测试（一）名词解释1. 受体2. 激素3. 信号分子4. G蛋白5. 细胞因子6. 自分泌信号传递7. 蛋白激酶8. 钙调蛋白9. G蛋白偶联型受体10. 向上调节11. 细胞信号转导途径12. 第二信使（二）选择题A型题：1. 关于激素描述错误的是：A. 由内分泌腺/细胞合成并分泌B. 经血液循环转运C. 与相应的受体共价结合D. 作用的强弱与其浓度相关E. 可在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2. 下列哪种激素属于多肽及蛋白质类：A. 糖皮质激素B. 胰岛素C. 肾上腺素D. 前列腺素E. 甲状腺激素3. 生长因子的特点不包括：A. 是一类信号分子B. 由特殊分化的内分泌腺所分泌C. 作用于特定的靶细胞D. 主要以旁分泌和自分泌方式发挥作用E. 其化学本质为蛋白质或多肽4. 根据经典的定义，细胞因子与激素的主要区别是：A. 是一类信号分子B. 作用于特定的靶细胞C. 由普通细胞合成并分泌D. 可调节靶细胞的生长、分化E. 以内分泌、旁分泌和自分泌方式发挥作用5. 神经递质、激素、生长因子和细胞因子可通过下列哪一条共同途径传递信号：A. 形成动作电位B. 使离子通道开放C. 与受体结合D. 通过胞饮进入细胞E. 自由进出细胞6. 受体的化学本质是：A. 多糖B. 长链不饱和脂肪酸C. 生物碱D. 蛋白质E. 类固醇7. 受体的特异性取决于：A. 活性中心的构象B. 配体结合域的构象C. 细胞膜的流动性D. 信号转导功能域的构象E. G蛋白的构象8. 关于受体的作用特点，下列哪项是错误的：A. 特异性较高B. 是可逆的C. 其解离常数越大，产生的生物效应越大D. 是可饱和的E. 结合后受体可发生变构9. 下列哪项与受体的性质不符：A. 各类激素有其特异性的受体B. 各类生长因子有其特异性的受体C. 神经递质有其特异性的受体D. 受体的本质是蛋白质E. 受体只存在于细胞膜上10. 下列哪种受体是催化型受体：A. 胰岛素受体B. 甲状腺激素受体C. 糖皮质激素受体受体D. 肾上腺素能受体E. 活性维生素D311. 酪氨酸蛋白激酶的作用是：A. 使蛋白质结合上酪氨酸B. 使含有酪氨酸的蛋白质激活C. 使蛋白质中的酪氨酸激活D. 使效应蛋白中的酪氨酸残基磷酸化E. 使蛋白质中的酪氨酸分解12. 下列哪种激素的受体属于胞内转录因子型：A. 肾上腺素B. 甲状腺激素C. 胰岛素D. 促甲状腺素E. 胰高血糖素13. 下列哪种物质不属于第一信使：A. 1,25-(OH)2 D3B. 肾上腺素C. DAGD. 糖皮质激素E. 生长激素14. 下列哪种物质不属于第二信使：A. cAMPB. Ca2+C. cGMPD. IP3E. 胰岛素15. 经cAMP信号转导途径传递信号的激素受体：A. 受体本身具有催化cAMP生成的功能B. 与激素结合后，释出催化亚基C. 与催化cAMP生成的酶是各自独立的D. 特异性不高，可结合多种激素E. 受体与激素结合后，cAMP生成一定增加16. G蛋白的α亚基与GTP结合后，一般不会发生：A. 可调节离子通道B. 与βγ亚基解离C. 可激活腺苷酸环化酶D. 可抑制磷脂酶CE. 可调节受体与配体的亲和力17. 关于G蛋白的叙述下列哪项是错误的：A. 是一类存在于细胞膜受体与效应蛋白之间的信号转导蛋白B. 由α、β、γ三种亚基构成的异三聚体C. α亚基具有GTPase活性D. βγ亚基结合紧密E. α亚基-GDP对效应蛋白有调节作用18. 小分子G蛋白是指：A. G蛋白的α亚基B. CREBC. 蛋白激酶GD. RasE. Raf激酶19. 腺苷酸环化酶主要存在于靶细胞的：A. 细胞核B. 细胞膜C. 胞液D. 线粒体基质E. 微粒体20. cAMP发挥作用需要通过：A. 葡萄糖激酶B. 脂酸硫激酶C. 蛋白激酶D. 磷酸化酶E. 氧化磷酸化21. cAMP对蛋白激酶A的作用方式是：A. 与酶的活性中心结合B. 与酶的催化亚基结合而增强其活性C. 使PKA磷酸化而激活D. 使PKA脱磷酸化而激活E. 与酶的调节亚基结合后，催化亚基解离而激活22. 多肽激素诱导cAMP生成的过程是：A. 直接激活腺苷酸环化酶B. 直接抑制磷酸二酯酶C. 激素-受体复合体活化腺苷酸环化酶D. 激素-受体复合体使G蛋白结合GTP而活化，后者再激活ACE. 激素激活受体，受体再激活腺苷酸环化酶23. 心房肽的第二信使是：A. cAMPB. cGMPC. IP3D. Ca2+E. DAG24. NO通过哪条信号转导途径发挥作用：A. cAMP信号转导途径B. cGMP信号转导途径C. DAG∕IP3信号转导途径 D. PI3K信号转导途径E. TPK信号转导途径25. 催化PIP2水解生成IP3的酶是：A. 磷脂酶A1 B. 磷脂酶C C. 蛋白激酶A D. 蛋白激酶C E. 磷脂酶A226. IP3的直接作用是：A. 促进内质网中Ca2+的释放B. 激活PKCC. 促进Ca2+与钙调蛋白结合D. 使细胞膜Ca2+通道开放E. 促进甘油二酯生成27. IP3的生理功能是：A. 是细胞内供能物质B. 是肌醇的活化形式C. 是激素作用于膜受体后的第二信使D. 能直接激活PKAE. 是细胞膜的结构成分受体位于：28. IP3A. 质膜B. 细胞核膜C. 内质网膜D. 溶酶体膜E. 核糖体29. 关于第二信使DAG的叙述正确的是：A. 由甘油三酯水解时生成B. 由于分子小，可进入胞液C. 只能由PIP水解而生成 D. 可提高PKC对Ca2+的敏感性2E. 只与细胞早期反应的信号转导过程有关30. 关于PKC的叙述下列哪项是错误的：A. 可催化效应蛋白的酪氨酸残基磷酸化B. 与肿瘤发生密切相关C. 是一种Ca2+/磷脂依赖型蛋白激酶D. DAG可调节其活性E. 可催化多种效应蛋白磷酸化31. 下列物质中能直接参与激活PKC的是：A. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. 磷脂酰胆碱E. 磷脂酰肌醇32. 下列物质中与PKC激活无直接关系的是：A. DAGB. cAMPC. 磷脂酰丝氨酸D. Ca2+E. IP333. PKA与PKC的共同之处是：A. 均由4个亚基组成B. 调节亚基富含半胱氨酸C. 调节亚基有cAMP的结合位点D. 均能催化效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化E. 均有10多种同工酶34. PI3K的底物和产物不包括：A. IP3 B. PI-4-P C. PI-3,4-P2D. PI-4,5-P2E. PI-3,4,5-P335. 激活PDK的第二信使是：A. IP3 B. DAG C. Ca2+ D. NO E. PI-3,4,5-P336. 能催化PKB磷酸化修饰的激酶是：A. PKAB. PKCC. RafD. PDKE. PI3K37. 胞浆[Ca2+]升高的机制不包括：A. 电压门控钙通道开放B. 离子通道型受体开放C. 内质网膜上的IP3R开放 D. 内质网膜或肌浆网膜上的RyR开放E. Ca2+与CaM迅速解离38. 关于CaM的叙述错误的是：A. 广泛分布于真核细胞中B. 分子中有4个Ca2+的结合位点C. 与Ca2+结合后被激活D. 具有蛋白激酶活性E. 可激活CaM-PK39. 胰岛素受体β亚基具有下列蛋白激酶活性：A. PKAB. PKGC. PKCD. TPKE. CaMPK40. 与ERK信号转导途径无关的是：A. ShcB. SOSC. MEKD. STATE. Raf41. 类固醇激素和甲状腺激素能自由出入细胞而参与信号转导的主要原因是：A. 细胞膜上有其载体蛋白B. 不溶于水C. 在非极性溶剂中不溶解D. 有特殊的立体结构E. 所列都不对42. 不通过细胞膜受体发挥作用的是：A. 胰岛素B. 肾上腺素C. 1,25-(OH)2 D3D. 胰高血糖素E. 表皮生长因子43. 关于类固醇激素的作用方式的叙述正确的是：A. 活化受体进入核内需动力蛋白协助B. 受体与激素结合后可激活G蛋白C. 活化受体具有TPK活性D. 分子大，不能通过细胞膜E. 激素可进入核内，直接促进DNA转录44. 在激素通过胞内受体调节代谢的过程中相当于第二信使的是：A. 亲免素B. 受体-伴侣蛋白复合物C. 活化激素-受体复合物D. 动力蛋白E. 转录复合物45. 胞内受体介导的信号转导途径，其调节细胞代谢的方式主要是：A. 变构调节B. 特异基因的表达调节C. 蛋白质降解的调节D. 共价修饰调节E. 核糖体翻译速度的调节B型题：A. 与相应配体结合后，可通过Gs转导信号B. 与相应配体结合后，其细胞内区的TPK活性被激活C. 可感受电场的变化而控制通道的开关D. 经相应化学信号激活可开放离子通道E. 与相应配体结合后，可发挥转录因子的作用1. EGF受体：2. 配体门控离子通道：3. 糖皮质激素受体：E. GSHA. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. PIP24. 激活PKA需：5. 激活PKC需：6. 激活PKG需：A. 使α亚基与效应蛋白解离B. 具有PKA活性C. 具有PKC活性D. 具有TPK活性E. 可激活腺苷酸环化酶7. G蛋白游离的α亚基-GTP：8. G蛋白结合GDP后：A. cAMPB. 胰岛素受体C. 肾上腺素D. IP3E. cGMP9. 具有TPK活性的是：10. 属于第一信使的是：A. 表皮生长因子B. cGMPC. IP3D. NOE. DAG11. 激活Ca2+信号转导途径的是：12. 激活ERK信号转导途径的是：A. IP3 B. Ca2+ C. DAG D. PI-3,4-P2E. cAMP13. 使内质网释放Ca2+的是：14. 激活CaM的是：15. PI3K的作用产物是：A. IRSB. MEKC. PKAD. Ras-GTPE. PDK16. 直接激活Raf的是：17. 直接激活PKB的是：A. 1,25-(OH)2 D3受体 B. 糖皮质激素受体 C. 胰岛素受体D. 雌激素受体E. 肾上腺素能受体18. 主要存在于胞浆中：19. 主要存在于胞核中：20. 在胞浆和胞核中均有分布：(三)问答题1. 试从细胞信号转导的角度阐述霍乱的发病机制。
细胞信号转导的特点
细胞信号转导的特点
细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体（膜受体或核受体）结合，引发细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用，直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程。
其特点主要包括以下几点：
1. 反应迅速：对外源信息的反应信号的发生和终止十分迅速。
2. 级联放大效应：信号转导过程是多级酶促反应，因而具有级联放大效应，以保证细胞反应的敏感性。
3. 通用性：细胞信号转导系统具有一定的通用性，一些信号转导分子和信号转导通路常常为不同的受体所共用。
4. 信息交流：不同信号转导通路之间存在广泛的信息交流。
5. 高度亲和力与高度特异性：细胞能够识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号（来自于周围或远距离的细胞），并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，这一过程具有高度亲和力和高度特异性。
6. 改变细胞功能：细胞信号转导能将这种分子活性的变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能。
7. 适应性：细胞信号转导的最终目的是使机体在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的反应，以维持细胞的生长、代谢和功能。
了解这些特点有助于更好地理解细胞如何感知和响应外部刺激，以及如何维持机体的稳态。
如需了解更多相关信息，建议查阅细胞生物学教材或文献。
细胞信号转导的机制
细胞信号转导的机制细胞信号转导是指细胞内外环境变化引起的生物学效应，这个过程通过复杂的分子通路完成。
细胞信号转导是细胞内生物学的一个极其重要的过程，与生物体的正常发育和生长、器官形成和器官功能维持、细胞的自我调节和适应环境等过程密切相关。
本文将介绍细胞信号转导的机制，包括细胞外信号分子传递、受体激活、下游信号传递桥梁，以及信号终止机制。
一、细胞外信号分子传递在细胞外环境中，许多信号分子与细胞膜上的受体结合后引起信号转导。
信号分子包括神经递质、生长因子、激素、细胞外基质分子等。
这些分子可被类比为钥匙，而细胞膜上的受体则是它们所需要的锁。
接下来，我们将以神经递质为例，介绍这些信号分子是如何调节细胞信号转导的。
神经递质是在神经系统间隙中自下而上传递的分子信号。
它们稍稍隔开了细胞之间的距离，从而使得神经元之间可以相互通信。
神经递质分子由细胞膜上的受体结合并激活信号的下游通路。
通过这种激活的方式，神经递质会即时调节神经元活动。
例如，乙酰胆碱是一种神经递质，通过与乙酰胆碱受体结合来调节肌肉收缩。
二、受体激活细胞在处理多种生命周期事件过程中，细胞膜受体扮演着重要的角色。
不同的信号分子会结合在不同的受体上，它们也会进化、变异和适应环境。
这种一连串的变化和适应机制被称作受体激活。
受体激活涉及许多复杂的细节，其中包括受体结构变化、受体结合上游信号分子、理化条件的改变、密集的信号分子组合以及激活下游通路等。
受体结构变化是这些机制中最难以理解的部分。
一些结构生物学家已经从分子层面重新定位了许多受体的结构：它们能够在受体激活中发挥作用，比如分解将要分裂的分子并与其他的分子结合在一起。
三、下游信号传递桥梁下游信号传递指的是信号分子引导生物化学反应，最终影响目标基因。
细胞会将原始的信息转换成一系列分子引发反应。
这些反应发生在许多复杂的通路中，并且往往被大量的分子所控制。
在分子水平中，这些信号传递过程可以被视为多个不同信号分子的生物化学流程。
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目录
※ G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的蛋白质，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型 On—off malecular switch
目录
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
前列腺素，腺甘为抑制性
目录
1971 年
激素作用的第二信使机制
1982 前列腺素及相关的生物活
诺贝尔奖获得者 Frederick Grant Banting John James Richard Macleod Henry Hallett Dale Otto Loewi Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 目 录
年 度 1992 年 1994 年
1998 年
2000 年
2001 年
重要发现
诺贝尔奖获得者
蛋白质可逆磷酸化调节机制
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
G蛋白及其在信号转导中的 Alfred Gilman，Martin
2、 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用距离较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
3、局部化学介质 （生长因子、细胞因子）
又称旁分泌或自分泌信号(paracrine signal，autocrine signal 特点
（二）、 胞内受体
目录
目录
（一）、膜受体 1、离子通道型受体—— 配体依赖性离子通道
乙酰胆碱受体
也称配体门控受体型离子通 道，最终的效应是细胞膜电 位变化，产生动作电位。
目录
目录
目录
目录
受体
配体
. ......
.
.
Cell
通道关闭状态
Cell
通道开启,细胞应答
目录
2、G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs)
目录
CellA
.. .. . .. .. . . ..
.
Cell B
.
旁分信号泌
目录
. ... ... ....
.
Cell
.
目录
二、受 体
Receptor
目录
受体的定义
是靶细胞膜上或细胞内能特异识别生物 活性分子(信号分子)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，进而引起靶细胞生物学效应 的特殊蛋白质，大多为糖蛋白，个别是糖脂。
Paul M. Nurse
目录
跨膜信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质
信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合
受体对信号识别结合转换并启动细胞内信号系统 靶细胞产生生物学效应
目录
一、 信息物质 （信号分子）
Signal Molecules
目录
（一）细胞间信息物质
(extracellular signal molecules)
只要是某信号传导通路上的成员均可认为是信号转导分子
目录
2、衔接蛋白与支架蛋白 衔接蛋白：连接上游与下游的信号转导分子如SOS
蛋白，募集和组织信号转导复合物。 （接头蛋白）
支架蛋白：信号转导系统存在一种本身不具备酶活 性的蛋白质——支架蛋白.它能同时结合两个或多 个蛋白质.支架蛋白的作用类似分子胶水，将功能 相关的蛋白粘合在一起，从而保证了信号传递的 特异和高效
由体内某些普通细胞分泌； 不进入血循环，通过扩散作用到达附近 的靶细胞（或作用于自身细胞）； 一般作用距离也较短。
例如 生长因子、细胞因子、前列腺素等。
目录
4、细胞间化学信号的理化性质
蛋白质和肽类（如生长因子、加压素、胰岛素等）
氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、谷氨酸、GABA、、肾 上腺素等）---水溶性
引起酶蛋白和功能蛋白的 磷酸化和去磷酸化，改变 细胞的代谢和基因表达
蛋白质、多肽及氨基 质膜 同上
激素 酸衍生物类激素
受体
类固醇激素、甲状腺 胞内 调节转录
素
受体
维生 维生素A、维生素D 胞内 同上
素
受体
目录
（二）、细胞内信息物质
细胞内信息物质(intracellular signal molecules) 第一信使物质（化学信号分子）到达靶细 胞与其受体结合并刺激该细胞所产生的能调控 细胞生命活动的化学物质。也称第二信使，通 常是小分子物质
概念：是由某些细胞所分泌的能调节靶细胞
生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使
。
目录
分类 1、神经递质 （内分泌激素、局部化学物质，气体信号）
又称突触分泌信号(synaptic signal)
特点 由神经细胞分泌； 通过突触间隙到达下一个神经细胞； 作用距离较短。
例如： 乙酰胆碱、去甲肾上腺素等
目录
diphosphate，PIP2)
目录
磷脂酰肌醇-3激酶的作用
PI
磷脂酰肌醇-3激酶
（PI-3K）
PIP
PIP2
催化亚基（P110） PI-3K 调节亚基（P85）
PI-3-P PI-3,4-P2 PI-3,4,5-P3
目录
（三）、蛋白质—作为细胞内信号转导分子 1、蛋白激酶类: 蛋白质丝氨酸/苏激酶如：PKA，PKG，PKC，PKB 蛋白质酪氨酸激酶（PTK）如：MAPK，表皮生长因子受 体，非受体型PTK等， 还有G蛋白，小分子量G蛋白等 ，为细胞内蛋白类信号转 导分子。
第十五章
细胞信号转导
Cell Signal Transduction
目录
• 细胞通讯（cell communication）是体内一 部分细胞发出信号，另一部分细胞（target cell）接收信号并将其转变为细胞功能变化 的过程。
• 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
此类受体的信息传递可归纳为
激素
受体
Ｇ蛋白
酶
第二信使
蛋白激酶
酶或其他功能蛋白
生物学效应
目录
3、单个跨膜受体（酶偶联受体）(催化性受体)
含TPK结构域的受体
EGF:表皮生长因子
IGF-1:胰岛素样生长因子
PDGF:血小板衍生生长因子 FGF:成纤维细胞生长因子
目录
具有各种催化活性的受体
英文名
receptors tyrosine kinase (RTKs)
又称七个跨膜受体/蛇型受体(serpentine receptor)
G蛋白偶联受体的结构
矩型代表-螺旋， N端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化。
目录
目录
受体结构的特点 * 胞外受体的N端可有不同的糖基化。 * 胞内的第二和第三个环能与G-蛋白相偶联 。 * 受体内有一些高度保守的半胱氨酸残基， 对维持受体的结构起到关键作用。
目录
* 该受体的下游蛋白常含有:
SH2结构域 能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合
SH3结构域 能与富含脯氨酸的肽段结合
PH结构域 能与含磷脂衍生物的模体结合
以上为蛋白质相互作用的结构域，含在蛋白激酶，磷脂酶，磷酸酶 等的分子中
目录
目录
4. 具有鸟嘌呤环化酶活性的受体
膜受体
可溶性受体
Hale Waihona Puke 胞外受体型鸟甘酸环化酶tyrosine kinasecoupled receptors
(TKCRs) receptors tyrosine
phosphatase (RTPs)
receptors serine/threonine kinase (RSTK)
中文名
受体型蛋白酪氨酸激 酶
非
蛋白酪氨酸激酶偶联 受体
受体型蛋白酪氨酸磷 酸酶
类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） 脂溶性
脂酸衍生物（如前列腺素）
气体（如一氧化氮、一氧化碳）等 膜结合（水溶），脂溶等
目录
细胞间信息物质及作用
种类 信息物质
受体 引起细胞内的变化
神经 乙酰胆碱、谷氨酸、 质膜 影响离子通道关闭
递质 –氨基丁酸
受体
生长 因子
类胰岛素样生长因 -1、质膜 表皮生长因子、 血 受体 小板衍生生长因子
受体型蛋白丝/苏氨酸 激酶
举例 表皮生长因子受 体、胰岛素受体
等 干扰素受体、干 扰素受体、T细
胞抗原受体等
CD45
转化生长因子 受体、骨形成蛋
白受体等 目 录
SH1
目录
目录
目录
蛋白质酪氨酸激酶受体型（PTK）（催化型受体） 与配体结合后具有蛋白酪氨酸激酶活性，如胰
岛素受体insulin growth factor receptor, IGF-R 表 皮 生 长 因 子 受 体 (epidermal growth factor receptor, EGF-R)。 非蛋白酪氨酸激酶受体型 蛋白酪氨酸激酶偶联受体
能与受体呈特异性结合的生物活性分子 则称 配体(ligand)。
目录
受体的分类、一般结构与功能
根据细胞定位可分为： （一）、膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶 嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分 为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和 单跨膜受体(催化性受体)。