细胞生物学--细胞信号转导与信号传递系统
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十三章 细胞信号转导与信号 传递系统
信号细胞(signaling cell)：能产生信号分子的细胞 ：能产生信号分子的细胞. • 靶细胞(target cell)：受到信号分子的作用发生反 ：
应的细胞. 应的细胞
• 信号转导(signal transduction)：靶细胞依靠受体 transduction)：
（3）酶关联受体
•受体多是一次穿膜的蛋白质 ， 自身具酶的性质 ， 受体多是一次穿膜的蛋白质， 自身具酶的性质， 受体多是一次穿膜的蛋白质 或与酶结合在一起。 或与酶结合在一起。 多为蛋白激酶或与蛋白激酶 结合在一起。被激活后， 结合在一起 。 被激活后 ， 可使靶细胞中专一的一 组蛋白质发生磷酸化。 组蛋白质发生磷酸化。
（二）激活AC 激活
• 腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）：是分子 腺苷酸环化酶（ ）：是分子 ）： 量为150KD的糖蛋白，跨膜12次。在Mg2+或 的糖蛋白，跨膜 次 量为 的糖蛋白 Mn2+的存在下，腺苷酸环化酶催化 的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成 生成 cAMP 。 • 许多细胞外信号分子主要通过改变 的活性 许多细胞外信号分子主要通过改变AC的活性 来调控cAMP的含量水平。P387 的含量水平。 来调控 的含量水平
（二）靶细胞中的受体种类 细胞内受体：存在于细胞质基质或核中 存在于细胞质基质或核中， 1、细胞内受体 存在于细胞质基质或核中，如 脂溶性信号分子的受体。 类固醇、维生素D） 脂溶性信号分子的受体。 （类固醇、维生素 ） 细胞表面受体：为跨膜整合蛋白 为跨膜整合蛋白， 2、细胞表面受体 为跨膜整合蛋白，亲水性信 号分子的受体。 神经递质、蛋白质激素、 号分子的受体。（神经递质、蛋白质激素、蛋白质生长
α+GTP
2、GTP和GDP对G蛋白活性的影响 、 和 对 蛋白活性的影响
•结合 GTP 时处于活性状态 ， 结合 GDP 时处 结合GTP时处于活性状态，结合GDP GDP时处 结合 GTP时处于活性状态 于失活状态。 于失活状态。 •激活 ， α亚基与 复合物分离， 沿质膜 激活， 亚基与βγ复合物分离 ， 激活 亚基与 复合物分离 内表面散开，分别与各自靶蛋白结合。 内表面散开，分别与各自靶蛋白结合。
G蛋白耦联型受体为 次跨膜蛋白 蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白 蛋白耦联型受体为
第二节 细胞内信号传递的基本 原理
一、细胞内信号传递的级联反应
信号传递级联反应的概念： 信号传递级联反应的概念：p382 的概念 1、构成信号传递级联反应链的蛋白种类： 构成信号传递级联反应链的蛋白种类： （1）可被蛋白激酶磷酸化的蛋白； 可被蛋白激酶磷酸化的蛋白； 在信号诱导下同GTP GTP结合的蛋白 （2）在信号诱导下同GTP结合的蛋白
一、信号分子与信号细胞
• 信号细胞通过外排分泌和穿膜扩散释放出信 号分子。有的信号分子可对远距离的靶细胞 号分子。 发生作用； 发生作用；有的信号分子在释放后仍结合在 信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞， 信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞， 甚至信号细胞本身。 甚至信号细胞本身。
• 信号分子分类： 信号分子分类：
（三） 肌醇磷脂信号传递途径
1、IP3和DAG（DG）第二信使的产生： 、 （ ）第二信使的产生： • 质 膜 脂 双 层 内 层 的 PI， 有 两 个 衍 生 物 ， ， PIP，PIP2 ， • PLC -β （磷脂酰肌醇专一性磷脂酶 磷脂酰肌醇专一性磷脂酶C-β) • PIP2—IP3+DAG（两者均为第二信使）。 （两者均为第二信使）
4、信号转导中G蛋白活性变化过程： 、信号转导中 蛋白活性变化过程 蛋白活性变化过程：
受体激活； 蛋白激活； （1）受体激活；（2）G蛋白激活； 蛋白复原失活。 （3）G蛋白复原失活。
5、 刺激性 蛋白和抑制性 蛋白 （ Gs 、 刺激性G蛋白和抑制性 蛋白（ 蛋白和抑制性G蛋白 和Gi） ）
蛋白关联受体与G蛋白 第三节 G蛋白关联受体与 蛋白 蛋白关联受体与 一、G蛋白的结构和活性变化 蛋白的结构和活性变化
1、G蛋白的结构 、 蛋白的结构
αβγ三个亚基组成 不受刺激无活性 三个亚基组成，不受刺激无活性 三个亚基组成 不受刺激无活性。
配体+受体 配体 受体 受体激活 G蛋白 受体 蛋白+受体 蛋白 G蛋白 蛋白 G蛋白激活 蛋白激活
（二）细胞内的钙信号传递途径
1． 钙离子产生调控作用的两种基本过程 ： ． 钙离子产生调控作用的两种基本过程：
钙调素—靶蛋白 （1）钙离子 钙调素 靶蛋白（直接作用形式） ）钙离子—钙调素 靶蛋白（直接作用形式） （2）钙离子 钙调素 钙离子 钙调素依赖的蛋白 钙调素—钙离子 ）钙离子—钙调素 钙离子/钙调素依赖的蛋白 激酶—使下游蛋白或自身磷酸化 产生生理效 激酶 使下游蛋白或自身磷酸化—产生生理效 使下游蛋白或自身磷酸化 应（间接作用方式）。 间接作用方式）
二、细胞对细胞外的信号有不同的 反应速率
1、快速反应：通过磷酸化级联反应链进行， 快速反应：通过磷酸化级联反应链进行， 不涉及基因表达。 不涉及基因表达。 慢速反应：涉及基因表达的调节。 2、慢速反应：涉及基因表达的调节。 激 素 — 受 体 — G 蛋 白 — AC(adenylate cyclase,AC)—cAMP 蛋白激酶 cyclase,AC) cAMP—蛋白激酶 A—基因调 cAMP 蛋白激酶A 基因调 节蛋白—基因表达。 节蛋白 基因表达。 基因表达
分子称为激素，可远距离传播，散布全身。 分子称为激素，可远距离传播，散布全身。
自分泌信号： 4 、 自分泌信号 ： 细胞分泌的信号分子只
作用于同种细胞， 作用于同种细胞 ， 甚至同自身的受体结合引 起反应，分泌信号分子的细胞既是信号细胞， 起反应 ， 分泌信号分子的细胞既是信号细胞 ， 也是靶细胞。 也是靶细胞。
旁分泌信号：信号分子扩散不太远， 1、旁分泌信号：信号分子扩散不太远，只能影响
周围近邻细胞
突触信号： 2 、 突触信号 ： 神经末梢与神经元或肌肉细胞之间
的连接称突触，神经末梢分泌神经递质， 的连接称突触，神经末梢分泌神经递质，作用于突 触后靶细胞，传递信号。 触后靶细胞，传递信号。
3 、 内分泌信号： 内分泌细胞分泌的信号 内分泌信号 ：
2、cAMP途径与钙离子途径之间的交互作用 、 途径与钙离子途径之间的交互作用
合成和降解有关的酶可受到钙离子/钙 （ 1） 与 cAMP合成和降解有关的酶可受到钙离子 钙 ） 合成和降解有关的酶可受到钙离子 调素复合物的调节，反过来， 调素复合物的调节，反过来，PKA也影响钙通道和 也影响钙通道和 钙泵的活性。 钙泵的活性。 调节的酶可相互影响。 （2）直接受钙离子和 ）直接受钙离子和cAMP调节的酶可相互影响。 调节的酶可相互影响 和钙离子/钙调素依赖的蛋白激酶 （3）PKA和钙离子 钙调素依赖的蛋白激酶 ） 和钙离子 钙调素依赖的蛋白激酶(CaM-激 激 可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化。 酶)可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化。 可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化
（一）调节离子通道，如钾离子通道 调节离子通道， 乙酰胆碱+G蛋白关联受体 乙酰胆碱 蛋白关联受体 亚基、βγ复合物 亚基、 复合物 K+进入细胞 G蛋白分解成 蛋白分解成α 蛋白分解成
βγ复合物 K+通道蛋白 复合物+ 复合物 α亚基（GDP）与βγ复合物 亚基（ 亚基 ） 复合物
重新结合成无活性的G蛋白 重新结合成无活性的 蛋白
（2）G蛋白关联受体
•可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性 ， 靶 可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性， 可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性 蛋白是酶或离子通道。 蛋白是酶或离子通道 。 受体与靶蛋白之间有第三 种蛋白质： 蛋白—三体GTP结合调节蛋白 三体GTP结合调节蛋白。 种蛋白质：G蛋白 三体GTP结合调节蛋白。
参与磷酸化级联反应的蛋白激酶的种类： 2、参与磷酸化级联反应的蛋白激酶的种类： 丝氨酸/苏氨酸激酶； （1）丝氨酸/苏氨酸激酶； （2）酪氨酸激酶
蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基 上，使蛋白质磷酸化。 使蛋白质磷酸化。
• 蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面： 蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面： • 其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性，磷酸化和 其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性， 去磷酸化是绝大多数信号通路组分可逆激活的共 同机制，有些蛋白质在磷酸化后具有活性，有些 同机制，有些蛋白质在磷酸化后具有活性， 则在去磷酸化后具有活性； 则在去磷酸化后具有活性； • 其二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放 其二是通过蛋白质的逐级磷酸化， 大，引起细胞反应。 引起细胞反应。
靶细胞的受体蛋白多种多样: 靶细胞的受体蛋白多种多样: • 存在于质膜上，识别的分子是亲水性的； 存在于质膜上，识别的分子是亲水性的； • 存在于胞质溶质中，识别的分子是疏水性的。 存在于胞质溶质中，识别的分子是疏水性的。
• 受体蛋白分别与不同的信号分子发生结合各具有专 一性。 一性。
第一节 信号细胞与靶细胞
3、G蛋白激活靶蛋白的作用机制： 、 蛋白激活靶蛋白的作用机制 蛋白激活靶蛋白的作用机制：
• G 蛋白 亚基具有 蛋白α亚基具有 亚基具有GTP酶活性 ， α亚基与其靶 酶活性， 亚基与其靶 酶活性 蛋白相互作用后，几秒钟后把GTP水解成了 蛋白相互作用后，几秒钟后把 水解成了 GDP，α亚基便与 复合物重新结合成无活 ， 亚基便与βγ复合物重新结合成无活 亚基便与 性的G蛋白。 性的G蛋白。 蛋白
因子） 因子）
亲水性
细胞表面受体和细胞内受体
细胞表面受体根据传导机制不同分三类： 细胞表面受体根据传导机制不同分三类：
（1）离子通道关联受体
• 受体是多次穿膜的蛋白质，与电兴奋细胞之间突 受体是多次穿膜的蛋白质， 触信号快速传递有关。 触信号快速传递有关。受体与神经递质结合后构 象发生改变，通道瞬时打开或关闭， 象发生改变，通道瞬时打开或关闭，改变了质膜 的离子透性，使突触后细胞发生兴奋。 的离子透性，使突触后细胞发生兴奋。
（三）激活磷脂酶C 激活磷脂酶
三、细胞内信号传递与第二信使
（一）cAMP信号传递途径 信号传递途径
1．细胞内cAMP浓度升高所起的作用： ．细胞内 浓度升高所起的作用： 浓度升高所起的作用 糖原降解； 糖原降解； 激活特定基因的转录。 激活特定基因的转录。
2．cAMP发生作用的过程（机制）： ． 发生作用的过程（ 发生作用的过程 机制）
• G 蛋白激活后有激活酶蛋白的能力 蛋白激活后有激活酶蛋白的能力——刺 刺 激性G蛋白； 激性G蛋白； • 活化后对腺苷酸环化酶有抑制作用的 G 蛋 活化后对腺苷酸环化酶有抑制作用的G 抑制性G 白——抑制性G蛋白。 抑制性 蛋白。 二者α亚基不同。 二者α亚基不同。
二、 G蛋白在信号转导中的功能 蛋白在信号转导中的功能
• cAMP依赖蛋白质激酶 依赖蛋白质激酶——A激酶。 激酶。 依赖蛋白质激酶 激酶 • cAMP-—PKA—下游蛋白的丝氨酸 苏氨酸 下游蛋白的丝氨酸/苏氨酸 下游蛋白的丝氨酸 磷酸化—激活基因调控蛋白 基因表达 磷酸化 激活基因调控蛋白—基因表达。 激活基因调控蛋白 基因表达。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
cAMP 信号与 基因表 达
识别专一的细胞外信号分子， 识别专一的细胞外信号分子 ， 并把细胞外信号转 变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。 变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。 • 细胞内的信号分子经连锁级联反应 ， 进行细胞内 细胞内的信号分子经连锁级联反应， 信号传递，引起细胞发生反应。 信号传递，引起细胞发生反应。
二、靶细胞
（一）靶细胞反应的特征
1、专一性地识别信号 2、反应的差异性
细胞按发育编程， 细胞按发育编程，在不同 的分化阶段分别对专一的信号分子识别。 的分化阶段分别对专一的信号分子识别。 一种信号分子对不同的靶细
胞常有不同的效应。 这是由于1） 胞常有不同的效应 。 这是由于 ） 细胞表面受体组 合不同， ） 合不同 ， 2） 细胞内的装置对接收的信息在细胞内 进行不同的整合和译解。 进行不同的整合和译解。
信号细胞(signaling cell)：能产生信号分子的细胞 ：能产生信号分子的细胞. • 靶细胞(target cell)：受到信号分子的作用发生反 ：
应的细胞. 应的细胞
• 信号转导(signal transduction)：靶细胞依靠受体 transduction)：
（3）酶关联受体
•受体多是一次穿膜的蛋白质 ， 自身具酶的性质 ， 受体多是一次穿膜的蛋白质， 自身具酶的性质， 受体多是一次穿膜的蛋白质 或与酶结合在一起。 或与酶结合在一起。 多为蛋白激酶或与蛋白激酶 结合在一起。被激活后， 结合在一起 。 被激活后 ， 可使靶细胞中专一的一 组蛋白质发生磷酸化。 组蛋白质发生磷酸化。
（二）激活AC 激活
• 腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）：是分子 腺苷酸环化酶（ ）：是分子 ）： 量为150KD的糖蛋白，跨膜12次。在Mg2+或 的糖蛋白，跨膜 次 量为 的糖蛋白 Mn2+的存在下，腺苷酸环化酶催化 的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成 生成 cAMP 。 • 许多细胞外信号分子主要通过改变 的活性 许多细胞外信号分子主要通过改变AC的活性 来调控cAMP的含量水平。P387 的含量水平。 来调控 的含量水平
（二）靶细胞中的受体种类 细胞内受体：存在于细胞质基质或核中 存在于细胞质基质或核中， 1、细胞内受体 存在于细胞质基质或核中，如 脂溶性信号分子的受体。 类固醇、维生素D） 脂溶性信号分子的受体。 （类固醇、维生素 ） 细胞表面受体：为跨膜整合蛋白 为跨膜整合蛋白， 2、细胞表面受体 为跨膜整合蛋白，亲水性信 号分子的受体。 神经递质、蛋白质激素、 号分子的受体。（神经递质、蛋白质激素、蛋白质生长
α+GTP
2、GTP和GDP对G蛋白活性的影响 、 和 对 蛋白活性的影响
•结合 GTP 时处于活性状态 ， 结合 GDP 时处 结合GTP时处于活性状态，结合GDP GDP时处 结合 GTP时处于活性状态 于失活状态。 于失活状态。 •激活 ， α亚基与 复合物分离， 沿质膜 激活， 亚基与βγ复合物分离 ， 激活 亚基与 复合物分离 内表面散开，分别与各自靶蛋白结合。 内表面散开，分别与各自靶蛋白结合。
G蛋白耦联型受体为 次跨膜蛋白 蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白 蛋白耦联型受体为
第二节 细胞内信号传递的基本 原理
一、细胞内信号传递的级联反应
信号传递级联反应的概念： 信号传递级联反应的概念：p382 的概念 1、构成信号传递级联反应链的蛋白种类： 构成信号传递级联反应链的蛋白种类： （1）可被蛋白激酶磷酸化的蛋白； 可被蛋白激酶磷酸化的蛋白； 在信号诱导下同GTP GTP结合的蛋白 （2）在信号诱导下同GTP结合的蛋白
一、信号分子与信号细胞
• 信号细胞通过外排分泌和穿膜扩散释放出信 号分子。有的信号分子可对远距离的靶细胞 号分子。 发生作用； 发生作用；有的信号分子在释放后仍结合在 信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞， 信号细胞表面，只能影响与之接触的细胞， 甚至信号细胞本身。 甚至信号细胞本身。
• 信号分子分类： 信号分子分类：
（三） 肌醇磷脂信号传递途径
1、IP3和DAG（DG）第二信使的产生： 、 （ ）第二信使的产生： • 质 膜 脂 双 层 内 层 的 PI， 有 两 个 衍 生 物 ， ， PIP，PIP2 ， • PLC -β （磷脂酰肌醇专一性磷脂酶 磷脂酰肌醇专一性磷脂酶C-β) • PIP2—IP3+DAG（两者均为第二信使）。 （两者均为第二信使）
4、信号转导中G蛋白活性变化过程： 、信号转导中 蛋白活性变化过程 蛋白活性变化过程：
受体激活； 蛋白激活； （1）受体激活；（2）G蛋白激活； 蛋白复原失活。 （3）G蛋白复原失活。
5、 刺激性 蛋白和抑制性 蛋白 （ Gs 、 刺激性G蛋白和抑制性 蛋白（ 蛋白和抑制性G蛋白 和Gi） ）
蛋白关联受体与G蛋白 第三节 G蛋白关联受体与 蛋白 蛋白关联受体与 一、G蛋白的结构和活性变化 蛋白的结构和活性变化
1、G蛋白的结构 、 蛋白的结构
αβγ三个亚基组成 不受刺激无活性 三个亚基组成，不受刺激无活性 三个亚基组成 不受刺激无活性。
配体+受体 配体 受体 受体激活 G蛋白 受体 蛋白+受体 蛋白 G蛋白 蛋白 G蛋白激活 蛋白激活
（二）细胞内的钙信号传递途径
1． 钙离子产生调控作用的两种基本过程 ： ． 钙离子产生调控作用的两种基本过程：
钙调素—靶蛋白 （1）钙离子 钙调素 靶蛋白（直接作用形式） ）钙离子—钙调素 靶蛋白（直接作用形式） （2）钙离子 钙调素 钙离子 钙调素依赖的蛋白 钙调素—钙离子 ）钙离子—钙调素 钙离子/钙调素依赖的蛋白 激酶—使下游蛋白或自身磷酸化 产生生理效 激酶 使下游蛋白或自身磷酸化—产生生理效 使下游蛋白或自身磷酸化 应（间接作用方式）。 间接作用方式）
二、细胞对细胞外的信号有不同的 反应速率
1、快速反应：通过磷酸化级联反应链进行， 快速反应：通过磷酸化级联反应链进行， 不涉及基因表达。 不涉及基因表达。 慢速反应：涉及基因表达的调节。 2、慢速反应：涉及基因表达的调节。 激 素 — 受 体 — G 蛋 白 — AC(adenylate cyclase,AC)—cAMP 蛋白激酶 cyclase,AC) cAMP—蛋白激酶 A—基因调 cAMP 蛋白激酶A 基因调 节蛋白—基因表达。 节蛋白 基因表达。 基因表达
分子称为激素，可远距离传播，散布全身。 分子称为激素，可远距离传播，散布全身。
自分泌信号： 4 、 自分泌信号 ： 细胞分泌的信号分子只
作用于同种细胞， 作用于同种细胞 ， 甚至同自身的受体结合引 起反应，分泌信号分子的细胞既是信号细胞， 起反应 ， 分泌信号分子的细胞既是信号细胞 ， 也是靶细胞。 也是靶细胞。
旁分泌信号：信号分子扩散不太远， 1、旁分泌信号：信号分子扩散不太远，只能影响
周围近邻细胞
突触信号： 2 、 突触信号 ： 神经末梢与神经元或肌肉细胞之间
的连接称突触，神经末梢分泌神经递质， 的连接称突触，神经末梢分泌神经递质，作用于突 触后靶细胞，传递信号。 触后靶细胞，传递信号。
3 、 内分泌信号： 内分泌细胞分泌的信号 内分泌信号 ：
2、cAMP途径与钙离子途径之间的交互作用 、 途径与钙离子途径之间的交互作用
合成和降解有关的酶可受到钙离子/钙 （ 1） 与 cAMP合成和降解有关的酶可受到钙离子 钙 ） 合成和降解有关的酶可受到钙离子 调素复合物的调节，反过来， 调素复合物的调节，反过来，PKA也影响钙通道和 也影响钙通道和 钙泵的活性。 钙泵的活性。 调节的酶可相互影响。 （2）直接受钙离子和 ）直接受钙离子和cAMP调节的酶可相互影响。 调节的酶可相互影响 和钙离子/钙调素依赖的蛋白激酶 （3）PKA和钙离子 钙调素依赖的蛋白激酶 ） 和钙离子 钙调素依赖的蛋白激酶(CaM-激 激 可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化。 酶)可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化。 可以使同一种蛋白的不同位点发生磷酸化
（一）调节离子通道，如钾离子通道 调节离子通道， 乙酰胆碱+G蛋白关联受体 乙酰胆碱 蛋白关联受体 亚基、βγ复合物 亚基、 复合物 K+进入细胞 G蛋白分解成 蛋白分解成α 蛋白分解成
βγ复合物 K+通道蛋白 复合物+ 复合物 α亚基（GDP）与βγ复合物 亚基（ 亚基 ） 复合物
重新结合成无活性的G蛋白 重新结合成无活性的 蛋白
（2）G蛋白关联受体
•可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性 ， 靶 可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性， 可间接调节结合在质膜上的靶蛋白的活性 蛋白是酶或离子通道。 蛋白是酶或离子通道 。 受体与靶蛋白之间有第三 种蛋白质： 蛋白—三体GTP结合调节蛋白 三体GTP结合调节蛋白。 种蛋白质：G蛋白 三体GTP结合调节蛋白。
参与磷酸化级联反应的蛋白激酶的种类： 2、参与磷酸化级联反应的蛋白激酶的种类： 丝氨酸/苏氨酸激酶； （1）丝氨酸/苏氨酸激酶； （2）酪氨酸激酶
蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基 上，使蛋白质磷酸化。 使蛋白质磷酸化。
• 蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面： 蛋白激酶在信号转导中的主要作用有两个方面： • 其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性，磷酸化和 其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性， 去磷酸化是绝大多数信号通路组分可逆激活的共 同机制，有些蛋白质在磷酸化后具有活性，有些 同机制，有些蛋白质在磷酸化后具有活性， 则在去磷酸化后具有活性； 则在去磷酸化后具有活性； • 其二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放 其二是通过蛋白质的逐级磷酸化， 大，引起细胞反应。 引起细胞反应。
靶细胞的受体蛋白多种多样: 靶细胞的受体蛋白多种多样: • 存在于质膜上，识别的分子是亲水性的； 存在于质膜上，识别的分子是亲水性的； • 存在于胞质溶质中，识别的分子是疏水性的。 存在于胞质溶质中，识别的分子是疏水性的。
• 受体蛋白分别与不同的信号分子发生结合各具有专 一性。 一性。
第一节 信号细胞与靶细胞
3、G蛋白激活靶蛋白的作用机制： 、 蛋白激活靶蛋白的作用机制 蛋白激活靶蛋白的作用机制：
• G 蛋白 亚基具有 蛋白α亚基具有 亚基具有GTP酶活性 ， α亚基与其靶 酶活性， 亚基与其靶 酶活性 蛋白相互作用后，几秒钟后把GTP水解成了 蛋白相互作用后，几秒钟后把 水解成了 GDP，α亚基便与 复合物重新结合成无活 ， 亚基便与βγ复合物重新结合成无活 亚基便与 性的G蛋白。 性的G蛋白。 蛋白
因子） 因子）
亲水性
细胞表面受体和细胞内受体
细胞表面受体根据传导机制不同分三类： 细胞表面受体根据传导机制不同分三类：
（1）离子通道关联受体
• 受体是多次穿膜的蛋白质，与电兴奋细胞之间突 受体是多次穿膜的蛋白质， 触信号快速传递有关。 触信号快速传递有关。受体与神经递质结合后构 象发生改变，通道瞬时打开或关闭， 象发生改变，通道瞬时打开或关闭，改变了质膜 的离子透性，使突触后细胞发生兴奋。 的离子透性，使突触后细胞发生兴奋。
（三）激活磷脂酶C 激活磷脂酶
三、细胞内信号传递与第二信使
（一）cAMP信号传递途径 信号传递途径
1．细胞内cAMP浓度升高所起的作用： ．细胞内 浓度升高所起的作用： 浓度升高所起的作用 糖原降解； 糖原降解； 激活特定基因的转录。 激活特定基因的转录。
2．cAMP发生作用的过程（机制）： ． 发生作用的过程（ 发生作用的过程 机制）
• G 蛋白激活后有激活酶蛋白的能力 蛋白激活后有激活酶蛋白的能力——刺 刺 激性G蛋白； 激性G蛋白； • 活化后对腺苷酸环化酶有抑制作用的 G 蛋 活化后对腺苷酸环化酶有抑制作用的G 抑制性G 白——抑制性G蛋白。 抑制性 蛋白。 二者α亚基不同。 二者α亚基不同。
二、 G蛋白在信号转导中的功能 蛋白在信号转导中的功能
• cAMP依赖蛋白质激酶 依赖蛋白质激酶——A激酶。 激酶。 依赖蛋白质激酶 激酶 • cAMP-—PKA—下游蛋白的丝氨酸 苏氨酸 下游蛋白的丝氨酸/苏氨酸 下游蛋白的丝氨酸 磷酸化—激活基因调控蛋白 基因表达 磷酸化 激活基因调控蛋白—基因表达。 激活基因调控蛋白 基因表达。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
cAMP 信号与 基因表 达
识别专一的细胞外信号分子， 识别专一的细胞外信号分子 ， 并把细胞外信号转 变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。 变为细胞内信号，这一转变过程称为信号转导。 • 细胞内的信号分子经连锁级联反应 ， 进行细胞内 细胞内的信号分子经连锁级联反应， 信号传递，引起细胞发生反应。 信号传递，引起细胞发生反应。
二、靶细胞
（一）靶细胞反应的特征
1、专一性地识别信号 2、反应的差异性
细胞按发育编程， 细胞按发育编程，在不同 的分化阶段分别对专一的信号分子识别。 的分化阶段分别对专一的信号分子识别。 一种信号分子对不同的靶细
胞常有不同的效应。 这是由于1） 胞常有不同的效应 。 这是由于 ） 细胞表面受体组 合不同， ） 合不同 ， 2） 细胞内的装置对接收的信息在细胞内 进行不同的整合和译解。 进行不同的整合和译解。