细胞信号系统讲稿
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– AC可催化ATP分解形成cAMP－－第二信使。
第三节 细胞内信使
Gprotein
AC cAMP
PKA
• AC催化ATP -- cAMP → cAMP活化PKA
→PKA磷酸化CREB→CREB结合相关基因的 CRE区→在其他特异性转录因子的调控下， 启动基因的表达，产生各种生物学效应。
活性
• 3.酪氨酸蛋白激
酶受体：
• 一条单次跨膜的
多肽链
• 配体结合区域为
胞外区
• 胞内区具有酪氨
酸激酶活性
• 往往通过配体介
导受体二聚化， 相互激活
• 激活具有SH2结
构域的蛋白并使
• 3、G蛋白耦联的受体（G蛋白-鸟苷酸结合蛋
白（guanine nucleotide－binding protein）
化为细胞的各种复杂的生物学 效应。 – 信号分子的失活引起细胞反应 的终止
第一节 细胞外信号
• 第一信使:由细胞分泌的、能够调节机体机体功能的
一大类生物活性物质，是细胞间通讯的信号。
• 主要是蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激
素、NO等。
• 与细胞膜上或胞内特定的受体结合后，后者将接收到
得信息转导给胞浆或细胞核中的功能反应体系，从而 启动细胞产生效应。
糖基化位点
磷酸化 位点
• G蛋白的作用机制：静息状态下，G蛋白（细胞
膜上）与GDP结合，与受体分离→配体与相应 的受体结合时，受体蛋白构象改变→与G蛋白α 亚单位接触 →α亚单位与 GTP结合→α亚单位的 构象改变，与βγ亚单位相分离 → 结合GTP的α
亚单位从受体上分离并游离（调节细胞内的效
应蛋白的生物学活性，实现细胞内外的信号传 递）→α亚单位分解GTP → α亚单位构象改变， 与效应蛋白脱离，与βγ亚单位结合为静息状态 的G蛋白。
（Gliman和Rodbell，1994对G蛋白研究获诺贝尔奖）。
G蛋白是一种分子量约10万的可溶性膜蛋白，由αβγ3 个不同的亚单位构成异聚体;具有结合GTP或GDP的 能力和GTPase的活性；调节功能和信号转导，故称 为结合鸟苷酸调节蛋白（或信号转导蛋白）。可分为：
Gs：刺激性G蛋白；Rs Gi：抑制性G蛋白；Ri Gt：与激活磷酯酶C的受体偶联； Go：与控制Ca2+通道的受体偶联； Gp：与激活磷酸二酯酶的受体偶联；
• 配体：与受体结合的生物活性物质，包括激素、神经递质、生
长因子、某些药物等。
I型
离子通道型受体 II型
III型 膜受体 G蛋白耦联受体
受体分类
胞内受体
具备酶活性的受体 胞浆受体
核受体
• 1、离子通道型受体
• 1).I型受体超家族： • 五个亚基构成 • 每个亚基4-5个跨膜域 • 通过胞外区域与配体结合
– α亚单位上有乙酰 胆碱ACh结合部 位;
– 使终板膜Na+内流， 少量K+外流，形 成终板电位。
• 胞内受体:
– 配体：多为脂溶 性小分子甾体类 激素，还包括甲 状腺素类激素、 Vd等
– 作用：转录调节 蛋白，与DNA分 子的激素调节元 件结合，促进或 抑制基因转录
– 特点：细胞产生 效应需要的时间
• 细胞外信号分类：
– 根据信号特点和作用方式 • 激素 • 神经递质 • 局部化学介质
– 根据效应： • 激动剂 • 拮抗剂
– 根据信号的性质 • 水溶性信号 • 脂溶性信号
第一节 细胞外信号
第二节 受体
• 受体：一类存在于胞膜或胞内的特殊蛋白质，可以与细胞外信
号分子特异性识别并结合，进而激活胞内一系列生物化学反应， 使细胞对外界刺激产生相应的效应。
细胞信号系统课件
• 信号转导（singal transduction）：
细胞外信号通过与细胞膜上或细胞内 的受体特异性结合，将信号转换后传 给相应的胞内系统，使细胞对外界信 号做出适当的反应。
• 信号网络（singaling network）：细
胞内存在多种信号转导方式和途径， 而且彼此交叉调控，构成复杂的信号 网络。
第二节 受体
• G蛋白：
Ligand GTP
ab
PLC
g
GDP
AC
• 二、受体作用的特点： • 1.能选择性地与特定配体结合 • 2.具备强的亲和力 • 3.受体-配体结合具有可饱和性 • 4.受体-配体结合具有可逆性 • 5.受体-配体结合可以通过磷酸化与去磷酸
化进行调节
第三节 细胞内信使
•细胞内信使：受体激活后在细胞内产生的、
能介导信号转导的活性物质，又称第二信使 （sencond messenger）。
•cAMP，cGMP，DAG, IP3, Ca2+
一、cAMP信使体系
• 腺苷酸环化酶与cAMP
– 腺苷酸环化酶 adenylate cyclase,AC； G蛋白的 效应蛋白之一，是cAMP信号传递系统的关键酶；
FUNCTIONS OF CELL COMMUNICATION
• 调节代谢 • 实现细胞功能 • 调节细胞周期 • 控制细胞分化 • 影响细胞存活
• 细胞信号转导：
– 第一信使 first messenger – 受体recepter; – 受体将信号转变为细胞内信号
-第二信使 – 胞内信号的转导途径，最终转
膜受体
• 1、配体闸门离子通道受体：
– 存在于细胞膜上，某些神经递质的受体，其本 身是一种或几种离子的离子通道
– 为神经系统和其它电激发细胞特有，主要在突 触反应中起控制作用
– 反应速度快
• N型乙酰胆碱受
体
– 5个亚单位αβγδ在 细胞膜上共同构 成一个通道；
– 每一个亚单位带 有4个越膜区域；
– 存在于细胞膜上，神经递质、激素、肽类和胺类的受体， 与G蛋白耦联。
– 结构：
• 由一条多肽链组成，其中带有7个疏水越膜区域 • 氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝向细胞内基质 • 氨基末端有糖基化的位点，羧基末端有两个在蛋白激
酶催化下发生磷酸化的位点 ，与受体活性调控有关。
– 特点：转导过程较慢，敏感、灵活、类型多样
• 2、生长因子类受体（酶联受体）：
– 存在于细胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。 – 在参与细胞生长和分化调控中起作用， – 产生效应过程缓慢。
• 受体Leabharlann Baidu氨酸激酶receptor Tyrosine Kinase,
receptor trK（RPTK）
– 酶蛋白以跨膜结构形式存在于细胞膜上; – 胞外的部分是配体结合区，起受体的作用； – 细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的
第三节 细胞内信使
Gprotein
AC cAMP
PKA
• AC催化ATP -- cAMP → cAMP活化PKA
→PKA磷酸化CREB→CREB结合相关基因的 CRE区→在其他特异性转录因子的调控下， 启动基因的表达，产生各种生物学效应。
活性
• 3.酪氨酸蛋白激
酶受体：
• 一条单次跨膜的
多肽链
• 配体结合区域为
胞外区
• 胞内区具有酪氨
酸激酶活性
• 往往通过配体介
导受体二聚化， 相互激活
• 激活具有SH2结
构域的蛋白并使
• 3、G蛋白耦联的受体（G蛋白-鸟苷酸结合蛋
白（guanine nucleotide－binding protein）
化为细胞的各种复杂的生物学 效应。 – 信号分子的失活引起细胞反应 的终止
第一节 细胞外信号
• 第一信使:由细胞分泌的、能够调节机体机体功能的
一大类生物活性物质，是细胞间通讯的信号。
• 主要是蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激
素、NO等。
• 与细胞膜上或胞内特定的受体结合后，后者将接收到
得信息转导给胞浆或细胞核中的功能反应体系，从而 启动细胞产生效应。
糖基化位点
磷酸化 位点
• G蛋白的作用机制：静息状态下，G蛋白（细胞
膜上）与GDP结合，与受体分离→配体与相应 的受体结合时，受体蛋白构象改变→与G蛋白α 亚单位接触 →α亚单位与 GTP结合→α亚单位的 构象改变，与βγ亚单位相分离 → 结合GTP的α
亚单位从受体上分离并游离（调节细胞内的效
应蛋白的生物学活性，实现细胞内外的信号传 递）→α亚单位分解GTP → α亚单位构象改变， 与效应蛋白脱离，与βγ亚单位结合为静息状态 的G蛋白。
（Gliman和Rodbell，1994对G蛋白研究获诺贝尔奖）。
G蛋白是一种分子量约10万的可溶性膜蛋白，由αβγ3 个不同的亚单位构成异聚体;具有结合GTP或GDP的 能力和GTPase的活性；调节功能和信号转导，故称 为结合鸟苷酸调节蛋白（或信号转导蛋白）。可分为：
Gs：刺激性G蛋白；Rs Gi：抑制性G蛋白；Ri Gt：与激活磷酯酶C的受体偶联； Go：与控制Ca2+通道的受体偶联； Gp：与激活磷酸二酯酶的受体偶联；
• 配体：与受体结合的生物活性物质，包括激素、神经递质、生
长因子、某些药物等。
I型
离子通道型受体 II型
III型 膜受体 G蛋白耦联受体
受体分类
胞内受体
具备酶活性的受体 胞浆受体
核受体
• 1、离子通道型受体
• 1).I型受体超家族： • 五个亚基构成 • 每个亚基4-5个跨膜域 • 通过胞外区域与配体结合
– α亚单位上有乙酰 胆碱ACh结合部 位;
– 使终板膜Na+内流， 少量K+外流，形 成终板电位。
• 胞内受体:
– 配体：多为脂溶 性小分子甾体类 激素，还包括甲 状腺素类激素、 Vd等
– 作用：转录调节 蛋白，与DNA分 子的激素调节元 件结合，促进或 抑制基因转录
– 特点：细胞产生 效应需要的时间
• 细胞外信号分类：
– 根据信号特点和作用方式 • 激素 • 神经递质 • 局部化学介质
– 根据效应： • 激动剂 • 拮抗剂
– 根据信号的性质 • 水溶性信号 • 脂溶性信号
第一节 细胞外信号
第二节 受体
• 受体：一类存在于胞膜或胞内的特殊蛋白质，可以与细胞外信
号分子特异性识别并结合，进而激活胞内一系列生物化学反应， 使细胞对外界刺激产生相应的效应。
细胞信号系统课件
• 信号转导（singal transduction）：
细胞外信号通过与细胞膜上或细胞内 的受体特异性结合，将信号转换后传 给相应的胞内系统，使细胞对外界信 号做出适当的反应。
• 信号网络（singaling network）：细
胞内存在多种信号转导方式和途径， 而且彼此交叉调控，构成复杂的信号 网络。
第二节 受体
• G蛋白：
Ligand GTP
ab
PLC
g
GDP
AC
• 二、受体作用的特点： • 1.能选择性地与特定配体结合 • 2.具备强的亲和力 • 3.受体-配体结合具有可饱和性 • 4.受体-配体结合具有可逆性 • 5.受体-配体结合可以通过磷酸化与去磷酸
化进行调节
第三节 细胞内信使
•细胞内信使：受体激活后在细胞内产生的、
能介导信号转导的活性物质，又称第二信使 （sencond messenger）。
•cAMP，cGMP，DAG, IP3, Ca2+
一、cAMP信使体系
• 腺苷酸环化酶与cAMP
– 腺苷酸环化酶 adenylate cyclase,AC； G蛋白的 效应蛋白之一，是cAMP信号传递系统的关键酶；
FUNCTIONS OF CELL COMMUNICATION
• 调节代谢 • 实现细胞功能 • 调节细胞周期 • 控制细胞分化 • 影响细胞存活
• 细胞信号转导：
– 第一信使 first messenger – 受体recepter; – 受体将信号转变为细胞内信号
-第二信使 – 胞内信号的转导途径，最终转
膜受体
• 1、配体闸门离子通道受体：
– 存在于细胞膜上，某些神经递质的受体，其本 身是一种或几种离子的离子通道
– 为神经系统和其它电激发细胞特有，主要在突 触反应中起控制作用
– 反应速度快
• N型乙酰胆碱受
体
– 5个亚单位αβγδ在 细胞膜上共同构 成一个通道；
– 每一个亚单位带 有4个越膜区域；
– 存在于细胞膜上，神经递质、激素、肽类和胺类的受体， 与G蛋白耦联。
– 结构：
• 由一条多肽链组成，其中带有7个疏水越膜区域 • 氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝向细胞内基质 • 氨基末端有糖基化的位点，羧基末端有两个在蛋白激
酶催化下发生磷酸化的位点 ，与受体活性调控有关。
– 特点：转导过程较慢，敏感、灵活、类型多样
• 2、生长因子类受体（酶联受体）：
– 存在于细胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。 – 在参与细胞生长和分化调控中起作用， – 产生效应过程缓慢。
• 受体Leabharlann Baidu氨酸激酶receptor Tyrosine Kinase,
receptor trK（RPTK）
– 酶蛋白以跨膜结构形式存在于细胞膜上; – 胞外的部分是配体结合区，起受体的作用； – 细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的