第九章-细胞信号转导
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特异性 放大作用 网络化与反馈调节机制 整合作用
第二节 细胞内受体介导的信号传递
一 细胞内核受体及其对基因表达的调节 细胞内受体超家族: 依赖激素激活的基因
调控蛋白.
细胞核内受体:
配体(通过核孔进入细胞核)
类固醇激素 视黄酸 维生素D 甲状腺素
胞内受体一般有三个结构域: １C端的激素结合位点 ２中部富含Cys,具有锌指结构的DNA或Hsp90
细胞间隙连接
连接子:中央为直径 1.5nm的亲水性孔道, 允许小分子如Ca2+、 cAMP通过。 作用：协同相邻细胞 对外界信号的反应， 如可兴奋细胞的电耦 联现象(电紧张突触)。
膜表面分子 接触通讯
即细胞识别,如:精子和卵子之间的识 别，T与B淋巴细胞间的识别。
化学通讯
细胞分泌一些化学物质（如激素）至细 胞外,作为信号分子作用于靶细胞，调节其功 能，可分为4类。
获1971年诺贝尔医学与生理学奖
分子开关（molecular switches） 调节细胞信号的激活/失活机制的蛋白
细胞内的分子开关蛋白分为两类: 1.活性由蛋白磷酸化/去磷酸化调节 2.活性由结合GTP/GDP调节
蛋白激酶
－是一类磷酸转移酶,将 ATP 的 γ 磷酸基转 移到底物特定氨基酸残基上，使蛋白质磷酸 化。分为5类，其中了解较多的是蛋白酪氨 酸激酶、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。 －作用:通过磷酸化调节蛋白质的活性。
旁分泌：信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。 包括：①各类细胞因子;②气体信号分子。 化学突触：神经递质经突触作用于靶细胞。
自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细 胞，常见于癌变细胞。
二、细胞的信号分子与受体
1. 信号分子（signal molecule） 亲脂性信号分子: 如甲状腺素和甾体激素 亲水性信号分子: 如神经递质,生长因子 气体性信号分子(NO, CO)
－相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。
细胞内受体
甾体类激素 甲状腺素 气体分子 的受体
第一信使:水溶性信号分子（如神经递质） 不能穿过靶细胞膜,只能经膜上的信号转换 机制实现信号传递，称第一信使。
第二信使（second messenger）
已经发现的第二 信使有: cAMP,
Ca2+, cGMP, IP3, DG等
三、 信号转导系统的特性
1.信号转导系统的基本组成与信号蛋白 细胞特异性受体识别信号分子 信号跨膜转导 信号级联放大 细胞应答反应 受体脱敏或下调, 细胞反应终止或降低
2。细胞内信号蛋白的相互作用, 由蛋白质模式结合域特异性介导
信号蛋白之间通过蛋白质模式结构域的特异性介导
3. 信号转导系统的主要特性
第八章 细胞信号转导
- 概述 - 细胞内受体介导的信号转导 - G蛋白耦联受体介导的信号转导 - 酶连受体介导的信号转导 - 其他细胞表面受体介导的信号转导 - 细胞信号转导的整合与控制
信号分子
细 合成、运输 胞 ◈ 细胞识别 通
配体 受体
wenku.baidu.com
讯信
膜内 受体
膜上 受体
离子通道耦联 G蛋白耦联 与酶耦联
存在部位: (1)细胞表面 (2)细胞内
细胞表面受体（Cell Surface Receptor）
介导亲水性信号分子的信息传递,可分为: ① 离子通道耦连受体 ② G蛋白耦连受体 ③ 酶连受体
第一类存在于可兴奋细胞，后两类存在于大多数 细胞。
离子通道偶联受体
特点: - 受体/离子通道复合体,四次/六次跨膜蛋白 - 受体本身为离子通道，即配体门通道 - 跨膜信号转导无需中间步骤 - 主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信
结合位点
３N 端的转录激活结构域
第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导
G-蛋白偶联受体(GPCR)
配体-受体复合物与靶蛋白的作用需要通过 与G蛋白的藕联, 在细胞内产生第二信使, 将胞外 信号传递到胞内.
G蛋白偶联受体的信号传递过程包括 (1)配体与受体结合 (2)受体活化G蛋白 (3)G蛋白激活或抑制细胞中的效应分子 (4)效应分子改变细胞内信使的含量与分布 (5)细胞内信使作用于相应的靶分子,从而改变细
胞的代谢过程及基因表达等功能
一 G蛋白耦连受体的结构与激活 G-蛋白: 三聚体的GTP结合调节蛋白, 位于胞浆内．
细胞通讯的作用： 多细胞生物的组织发生与形态建成 协调多细胞生物细胞间的功能 控制细胞的生长和分裂 组织发生与形态建成
细胞的信号转导 - 细胞必须接受合适的环境信号才能生存 - 细胞必须对信号作出适当的反应
1. 细胞通讯的方式: 分泌化学信号 细胞间的直接接触或分子作用 (膜表面分子接触通讯) 动物细胞的间隙连接和植物细胞的胞间连丝
细胞间分泌化学信号进行通讯的方式:
内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化学突触（chemical synapse）
细胞间分泌化学信号进行通讯的方式:
内分泌:内分泌激素随血液循环输至全身,作用于靶 细胞。特点：①低浓度（10-8-10-12M ），②全身 性，③长时效。
2. 受体(Receptor) - 能识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子 - 与配体结合后, 通过信号转导作用将胞外信号转 换为胞内物理或化学信号并产生特定生物学效应 - 受体多为糖蛋白 - 功能: (1)细胞内蛋白质活性或功能改变
(2) 影响细胞内蛋白质的表达 - 功能结构域: (1)结合配体功能域 (2)效应功能域
号传递 - 有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性 分为：
– 阳离子通道，如乙酰胆碱受体 – 阴离子通道，如γ－氨基丁酸受体
G蛋白耦联受体
－7次跨膜蛋白,胞外结构域识别信号分子，胞 内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在 胞内产生第二信使。
－类型:①多种神经递质、肽类激素和趋化因 子受体 ②味觉、视觉和嗅觉感受器。
号
G蛋白 耦联
通
与酶连接
路
的受体
◈由整联蛋白介导的信号传递
cAMP信号通路
磷脂酰肌醇信号通路
受体酪氨酸激酶 受体耦联的酪氨酸激酶 受体丝/苏激酶 受体酪氨酸磷酸酯酶 受体鸟苷酸环化酶
第一节 概述
一 细胞通讯（cell communication）
细胞通讯的概念:一个细胞发出的信息通过介质 传递到另一个细胞产生相应的反应。
第二节 细胞内受体介导的信号传递
一 细胞内核受体及其对基因表达的调节 细胞内受体超家族: 依赖激素激活的基因
调控蛋白.
细胞核内受体:
配体(通过核孔进入细胞核)
类固醇激素 视黄酸 维生素D 甲状腺素
胞内受体一般有三个结构域: １C端的激素结合位点 ２中部富含Cys,具有锌指结构的DNA或Hsp90
细胞间隙连接
连接子:中央为直径 1.5nm的亲水性孔道, 允许小分子如Ca2+、 cAMP通过。 作用：协同相邻细胞 对外界信号的反应， 如可兴奋细胞的电耦 联现象(电紧张突触)。
膜表面分子 接触通讯
即细胞识别,如:精子和卵子之间的识 别，T与B淋巴细胞间的识别。
化学通讯
细胞分泌一些化学物质（如激素）至细 胞外,作为信号分子作用于靶细胞，调节其功 能，可分为4类。
获1971年诺贝尔医学与生理学奖
分子开关（molecular switches） 调节细胞信号的激活/失活机制的蛋白
细胞内的分子开关蛋白分为两类: 1.活性由蛋白磷酸化/去磷酸化调节 2.活性由结合GTP/GDP调节
蛋白激酶
－是一类磷酸转移酶,将 ATP 的 γ 磷酸基转 移到底物特定氨基酸残基上，使蛋白质磷酸 化。分为5类，其中了解较多的是蛋白酪氨 酸激酶、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。 －作用:通过磷酸化调节蛋白质的活性。
旁分泌：信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。 包括：①各类细胞因子;②气体信号分子。 化学突触：神经递质经突触作用于靶细胞。
自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细 胞，常见于癌变细胞。
二、细胞的信号分子与受体
1. 信号分子（signal molecule） 亲脂性信号分子: 如甲状腺素和甾体激素 亲水性信号分子: 如神经递质,生长因子 气体性信号分子(NO, CO)
－相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。
细胞内受体
甾体类激素 甲状腺素 气体分子 的受体
第一信使:水溶性信号分子（如神经递质） 不能穿过靶细胞膜,只能经膜上的信号转换 机制实现信号传递，称第一信使。
第二信使（second messenger）
已经发现的第二 信使有: cAMP,
Ca2+, cGMP, IP3, DG等
三、 信号转导系统的特性
1.信号转导系统的基本组成与信号蛋白 细胞特异性受体识别信号分子 信号跨膜转导 信号级联放大 细胞应答反应 受体脱敏或下调, 细胞反应终止或降低
2。细胞内信号蛋白的相互作用, 由蛋白质模式结合域特异性介导
信号蛋白之间通过蛋白质模式结构域的特异性介导
3. 信号转导系统的主要特性
第八章 细胞信号转导
- 概述 - 细胞内受体介导的信号转导 - G蛋白耦联受体介导的信号转导 - 酶连受体介导的信号转导 - 其他细胞表面受体介导的信号转导 - 细胞信号转导的整合与控制
信号分子
细 合成、运输 胞 ◈ 细胞识别 通
配体 受体
wenku.baidu.com
讯信
膜内 受体
膜上 受体
离子通道耦联 G蛋白耦联 与酶耦联
存在部位: (1)细胞表面 (2)细胞内
细胞表面受体（Cell Surface Receptor）
介导亲水性信号分子的信息传递,可分为: ① 离子通道耦连受体 ② G蛋白耦连受体 ③ 酶连受体
第一类存在于可兴奋细胞，后两类存在于大多数 细胞。
离子通道偶联受体
特点: - 受体/离子通道复合体,四次/六次跨膜蛋白 - 受体本身为离子通道，即配体门通道 - 跨膜信号转导无需中间步骤 - 主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信
结合位点
３N 端的转录激活结构域
第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导
G-蛋白偶联受体(GPCR)
配体-受体复合物与靶蛋白的作用需要通过 与G蛋白的藕联, 在细胞内产生第二信使, 将胞外 信号传递到胞内.
G蛋白偶联受体的信号传递过程包括 (1)配体与受体结合 (2)受体活化G蛋白 (3)G蛋白激活或抑制细胞中的效应分子 (4)效应分子改变细胞内信使的含量与分布 (5)细胞内信使作用于相应的靶分子,从而改变细
胞的代谢过程及基因表达等功能
一 G蛋白耦连受体的结构与激活 G-蛋白: 三聚体的GTP结合调节蛋白, 位于胞浆内．
细胞通讯的作用： 多细胞生物的组织发生与形态建成 协调多细胞生物细胞间的功能 控制细胞的生长和分裂 组织发生与形态建成
细胞的信号转导 - 细胞必须接受合适的环境信号才能生存 - 细胞必须对信号作出适当的反应
1. 细胞通讯的方式: 分泌化学信号 细胞间的直接接触或分子作用 (膜表面分子接触通讯) 动物细胞的间隙连接和植物细胞的胞间连丝
细胞间分泌化学信号进行通讯的方式:
内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 化学突触（chemical synapse）
细胞间分泌化学信号进行通讯的方式:
内分泌:内分泌激素随血液循环输至全身,作用于靶 细胞。特点：①低浓度（10-8-10-12M ），②全身 性，③长时效。
2. 受体(Receptor) - 能识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子 - 与配体结合后, 通过信号转导作用将胞外信号转 换为胞内物理或化学信号并产生特定生物学效应 - 受体多为糖蛋白 - 功能: (1)细胞内蛋白质活性或功能改变
(2) 影响细胞内蛋白质的表达 - 功能结构域: (1)结合配体功能域 (2)效应功能域
号传递 - 有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性 分为：
– 阳离子通道，如乙酰胆碱受体 – 阴离子通道，如γ－氨基丁酸受体
G蛋白耦联受体
－7次跨膜蛋白,胞外结构域识别信号分子，胞 内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在 胞内产生第二信使。
－类型:①多种神经递质、肽类激素和趋化因 子受体 ②味觉、视觉和嗅觉感受器。
号
G蛋白 耦联
通
与酶连接
路
的受体
◈由整联蛋白介导的信号传递
cAMP信号通路
磷脂酰肌醇信号通路
受体酪氨酸激酶 受体耦联的酪氨酸激酶 受体丝/苏激酶 受体酪氨酸磷酸酯酶 受体鸟苷酸环化酶
第一节 概述
一 细胞通讯（cell communication）
细胞通讯的概念:一个细胞发出的信息通过介质 传递到另一个细胞产生相应的反应。