第八章第二节不同受体介导的信号转导途径
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2012-2-28 12
G蛋白三聚体特征： 蛋白三聚体特征： 1、G蛋白偶联受体主要是与此类相互作用 2、α亚基β亚基γ亚基 亚基β亚基γ 3、存在于细胞质膜内侧
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细胞外
细胞质膜
细胞内
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3、小分子信使
神经递质； 神经递质； 肽类激素； 肽类激素； 趋化因子； 趋化因子； 外源性刺激（ 光等） 外源性刺激（味、光等）等；
β、γ亚基形成二聚体的主要作用： 亚基形成二聚体的主要作用：
一、与α亚基形成复合体并定位于质膜内侧； 亚基形成复合体并定位于质膜内侧； 直接作用于下游效应分子； 二、直接作用于下游效应分子；
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四、论述题
举例描述G 举例描述G蛋白偶联受体介导的信号转导途径
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亚基的四个功能位点： α 亚基的四个功能位点：
一、可与受体结合并受其活化调节的部位； 可与受体结合并受其活化调节的部位； 亚基相结合的部位； 二、与β、γ亚基相结合的部位； GDP或GTP结合部位 结合部位； 三、GDP或GTP结合部位； 与下游效应分子相互作用的部位； 四、与下游效应分子相互作用的部位；
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三、简答题 1、列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。
1)cAMP-PKA途径。 1)cAMP-PKA途径。 途径 2)IP3/DAG-PKC途径。 2)IP3/DAG-PKC途径。 途径 3)Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径。 3)Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径。 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
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G蛋白偶联受体结构模式图
10
以与三聚体G蛋白相互作用， 以与三聚体G蛋白相互作用，其 胞浆面第三个环能与鸟苷酸结 合蛋白（ 蛋白）偶联， 合蛋白（G蛋白）偶联，通过不 同的G 同的G蛋白影响腺苷酸环化酶或 磷脂酶C，改变细胞内第二信使 磷脂酶C 浓度，以实现跨膜信息传递。 浓度，以实现跨膜信息传递。 此类受体通过G 此类受体通过G蛋白向下游传递 信号，因此又称为G 信号，因此又称为G蛋白偶联受 体。
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glucose
G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导的较 蛋白偶联受体介导的细胞信号转导的较 常见的三条途径： 常见的三条途径：
1、cAMP-PKA途径； 、 途径； 途径 2、IP3/DAG-PKC途径； 、 途径； 途径 3、Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径； 、 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径； 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
9
1、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor)
在结构上均为单体蛋白， 在结构上均为单体蛋白，氨 基端位于细胞膜外表面， 基端位于细胞膜外表面，羧基端 在胞膜内侧， 在胞膜内侧，完整的肽链反复跨 膜七次，故又名七次跨膜受体。 膜七次，故又名七次跨膜受体。 由于肽链反复跨膜， 由于肽链反复跨膜，在胞外侧和 胞内侧形成几个环状结构， 胞内侧形成几个环状结构，分别 负责接受外源信号的刺激和细胞 内的信号传递。 内的信号传递。其细胞质部分可
unoccupied and closed
occupied and open
occupied and closed
side view
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乙酰胆碱受体结合配体时的构象变化
8
三、G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 主要特征： 主要特征：
1、G蛋白偶联受体 2、G蛋白 3、小分子信使
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三、简答题
1、列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 2、细胞内受体的主要特征
四、论述题
举例描述G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 举例描述G
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二、名词解释
1、G蛋白 (G protein ) 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的膜蛋白， 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的膜蛋白， GTP 结合的膜蛋白 由α、β、γ三个亚基组成。G蛋白有两种构型，三个亚基形 三个亚基组成。 蛋白有两种构型， 成三聚体为非活化型，与GDP结合；与GTP结合的α亚基为其 成三聚体为非活化型， GDP结合； GTP结合的α 结合 结合的 活化型，βγ亚基二聚体脱落。活化的G 活化型，βγ亚基二聚体脱落。活化的G蛋白能调节腺苷酸环 亚基二聚体脱落 化酶、磷脂酶C和某些离子通道等的活性。 化酶、磷脂酶C和某些离子通道等的活性。 2、G蛋白循环 (G protein cycle) 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白， 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白，G蛋白通过一 定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换，此过程称为 蛋白循环。 G蛋白循环。
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G蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式 蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式
1、配体结合并激活受体 2、G蛋白循环 3、G蛋白激活下游效应分子
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4、小分子信使的产生或分布变化 5、小分子信使激活蛋白激酶 6、蛋白激酶激活效应蛋白
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6
乙酰胆碱结合位点 β α NH2 α 亲水性通道 γ δ 胞外区 COOH
乙 酰 胆 碱 受 体 结 构
脂双层膜
模 式 图
胞质部分
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acetylcholine
A
top view
acetylcholine
binding site
B
Na+
aqueous
pore
2、细胞内受体的主要特征
1）受体通常是具有锌指结构的转录因子； 受体通常是具有锌指结构的转录因子； 2）信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 3）抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 变是此类信号转导途径的关键； 变是此类信号转导途径的关键；
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1
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2
（熟悉） 熟悉）
（了解） 了解）
（掌握） 掌握）
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3
一、细胞内受体直接传递信号
主要特征： 主要特征：
1、受体通常是具有锌指结构的转录因子； 受体通常是具有锌指结构的转录因子； 通常是具有锌指结构的转录因子 2、信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 为固醇类激素及其他脂溶性化学信号 3、抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 变是此类信号转导途径的关键； 变是此类信号转导途径的关键；
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G蛋白偶联受体结构模式图
2、 G蛋白 (G protein )
是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的 GTP 膜蛋白， 膜蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。G蛋白有两种构 三个亚基组成。 结合； 型，三个亚基形成三聚体为非活化型，与GDP结合；与 三个亚基形成三聚体为非活化型， GDP结合 GTP结合的α亚基为其活化型， 亚基二聚体脱落。 GTP结合的α亚基为其活化型，β、γ亚基二聚体脱落。 结合的 活化的G蛋白能调节腺苷酸环化酶、磷脂酶C 活化的G蛋白能调节腺苷酸环化酶、磷脂酶C和某些离 子通道等的活性。 子通道等的活性。
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一、选择题
1．与G蛋白偶联的受体是 A．环状受体 D．细胞核内受体 B．七次跨膜受体 E．细胞浆内受体 C．催化性受体
2．G蛋白的α亚基具有何种酶活性 蛋白的α ATP酶 A．GTP酶 B．ATP酶 GTP酶 C．TTP酶 TTP酶 D．CTP酶 CTP酶 E．UTP酶 UTP酶
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ligand
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Transduction of βAR mediated signal
AMP
Phosphorylase b kinase Glycogen synthase Glycogenolysis
2012-2-28 Blood
PDE
ATP ATP
Active PKA
Inactive PKA
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1、细胞内受体直接传递信号（主要特征） 细胞内受体直接传递信号（主要特征） 2、离子通道型受体通过控制离子流而传递信号 主要特征） （主要特征） 3、G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 ① 主要特征 ② G蛋白循环 ③ G蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式 举例） （举例）
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3、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor) 在结构上均为单体蛋白，氨基端位于细胞膜外表面， 在结构上均为单体蛋白，氨基端位于细胞膜外表面，羧基 端在胞膜内侧，完整的肽链反复跨膜七次， 端在胞膜内侧，完整的肽链反复跨膜七次，故又名七次跨膜受 由于肽链反复跨膜，在胞外侧和胞内侧形成几个环状结构， 体。由于肽链反复跨膜，在胞外侧和胞内侧形成几个环状结构， 分别负责接受外源信号的刺激和细胞内的信号传递。 分别负责接受外源信号的刺激和细胞内的信号传递。其细胞质 部分可以与三聚体G蛋白相互作用， 部分可以与三聚体G蛋白相互作用，其胞浆面第三个环能与鸟 苷酸结合蛋白（ 蛋白）偶联，通过不同的G 苷酸结合蛋白（G蛋白）偶联，通过不同的G蛋白影响腺苷酸环 化酶或磷脂酶C 改变细胞内第二信使浓度， 化酶或磷脂酶C，改变细胞内第二信使浓度，以实现跨膜信息传 此类受体通过G蛋白向下游传递信号，因此又称为G 递。此类受体通过G蛋白向下游传递信号，因此又称为G蛋白偶 联受体。 联受体。
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4
outside of the cell
cytoplasm
Hsp90
Lipid signal binding site
nucleus transcription activation domain
lipid signals
DNA binding domain
TATA
opening of DNA binding domain
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The working mechanism of lipid signal on the regulation of gene expression
5
二、离子通道型受体通过控制离子流而传递信号 主要特征： 主要特征：
1、受体是一类自身为离子通道的受体； 受体是一类自身为离子通道的受体； 2、配体直接控制受体通道的开放与关闭； 配体直接控制受体通道的开放与关闭； 开放 3、离子通道受体信号转导的作用是改变细胞膜电位； 离子通道受体信号转导的作用是改变细胞膜电位；
3．与G蛋白活化密切相关的核苷酸是
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A．ATP
B． B．CTP
C． C．GTP
D． D．TTP
E． E．UTP
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二、名词解释
1、G蛋白 (G protein ) 2、G蛋白循环 (G protein cycle) 3、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor)
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G蛋白循环 (G protein cycle)
与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白， 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白，G蛋白 通过一定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 通过一定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 此过程称为G蛋白循环。 此过程称为G蛋白循环。
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G蛋白三聚体特征： 蛋白三聚体特征： 1、G蛋白偶联受体主要是与此类相互作用 2、α亚基β亚基γ亚基 亚基β亚基γ 3、存在于细胞质膜内侧
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细胞外
细胞质膜
细胞内
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3、小分子信使
神经递质； 神经递质； 肽类激素； 肽类激素； 趋化因子； 趋化因子； 外源性刺激（ 光等） 外源性刺激（味、光等）等；
β、γ亚基形成二聚体的主要作用： 亚基形成二聚体的主要作用：
一、与α亚基形成复合体并定位于质膜内侧； 亚基形成复合体并定位于质膜内侧； 直接作用于下游效应分子； 二、直接作用于下游效应分子；
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四、论述题
举例描述G 举例描述G蛋白偶联受体介导的信号转导途径
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亚基的四个功能位点： α 亚基的四个功能位点：
一、可与受体结合并受其活化调节的部位； 可与受体结合并受其活化调节的部位； 亚基相结合的部位； 二、与β、γ亚基相结合的部位； GDP或GTP结合部位 结合部位； 三、GDP或GTP结合部位； 与下游效应分子相互作用的部位； 四、与下游效应分子相互作用的部位；
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三、简答题 1、列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。
1)cAMP-PKA途径。 1)cAMP-PKA途径。 途径 2)IP3/DAG-PKC途径。 2)IP3/DAG-PKC途径。 途径 3)Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径。 3)Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径。 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
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G蛋白偶联受体结构模式图
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以与三聚体G蛋白相互作用， 以与三聚体G蛋白相互作用，其 胞浆面第三个环能与鸟苷酸结 合蛋白（ 蛋白）偶联， 合蛋白（G蛋白）偶联，通过不 同的G 同的G蛋白影响腺苷酸环化酶或 磷脂酶C，改变细胞内第二信使 磷脂酶C 浓度，以实现跨膜信息传递。 浓度，以实现跨膜信息传递。 此类受体通过G 此类受体通过G蛋白向下游传递 信号，因此又称为G 信号，因此又称为G蛋白偶联受 体。
20
glucose
G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导的较 蛋白偶联受体介导的细胞信号转导的较 常见的三条途径： 常见的三条途径：
1、cAMP-PKA途径； 、 途径； 途径 2、IP3/DAG-PKC途径； 、 途径； 途径 3、Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径； 、 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径； 钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
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1、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor)
在结构上均为单体蛋白， 在结构上均为单体蛋白，氨 基端位于细胞膜外表面， 基端位于细胞膜外表面，羧基端 在胞膜内侧， 在胞膜内侧，完整的肽链反复跨 膜七次，故又名七次跨膜受体。 膜七次，故又名七次跨膜受体。 由于肽链反复跨膜， 由于肽链反复跨膜，在胞外侧和 胞内侧形成几个环状结构， 胞内侧形成几个环状结构，分别 负责接受外源信号的刺激和细胞 内的信号传递。 内的信号传递。其细胞质部分可
unoccupied and closed
occupied and open
occupied and closed
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乙酰胆碱受体结合配体时的构象变化
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三、G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 主要特征： 主要特征：
1、G蛋白偶联受体 2、G蛋白 3、小分子信使
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三、简答题
1、列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 列举G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导途径。 2、细胞内受体的主要特征
四、论述题
举例描述G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 举例描述G
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二、名词解释
1、G蛋白 (G protein ) 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的膜蛋白， 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的膜蛋白， GTP 结合的膜蛋白 由α、β、γ三个亚基组成。G蛋白有两种构型，三个亚基形 三个亚基组成。 蛋白有两种构型， 成三聚体为非活化型，与GDP结合；与GTP结合的α亚基为其 成三聚体为非活化型， GDP结合； GTP结合的α 结合 结合的 活化型，βγ亚基二聚体脱落。活化的G 活化型，βγ亚基二聚体脱落。活化的G蛋白能调节腺苷酸环 亚基二聚体脱落 化酶、磷脂酶C和某些离子通道等的活性。 化酶、磷脂酶C和某些离子通道等的活性。 2、G蛋白循环 (G protein cycle) 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白， 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白，G蛋白通过一 定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换，此过程称为 蛋白循环。 G蛋白循环。
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G蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式 蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式
1、配体结合并激活受体 2、G蛋白循环 3、G蛋白激活下游效应分子
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4、小分子信使的产生或分布变化 5、小分子信使激活蛋白激酶 6、蛋白激酶激活效应蛋白
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乙酰胆碱结合位点 β α NH2 α 亲水性通道 γ δ 胞外区 COOH
乙 酰 胆 碱 受 体 结 构
脂双层膜
模 式 图
胞质部分
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acetylcholine
A
top view
acetylcholine
binding site
B
Na+
aqueous
pore
2、细胞内受体的主要特征
1）受体通常是具有锌指结构的转录因子； 受体通常是具有锌指结构的转录因子； 2）信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 3）抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 变是此类信号转导途径的关键； 变是此类信号转导途径的关键；
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（熟悉） 熟悉）
（了解） 了解）
（掌握） 掌握）
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一、细胞内受体直接传递信号
主要特征： 主要特征：
1、受体通常是具有锌指结构的转录因子； 受体通常是具有锌指结构的转录因子； 通常是具有锌指结构的转录因子 2、信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 信号分子为固醇类激素及其他脂溶性化学信号； 为固醇类激素及其他脂溶性化学信号 3、抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 抑制蛋白与受体的结合和解聚引起受体构象的改 变是此类信号转导途径的关键； 变是此类信号转导途径的关键；
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G蛋白偶联受体结构模式图
2、 G蛋白 (G protein )
是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的 是一类位于细胞膜胞浆面，能与GTP或GDP结合的 GTP 膜蛋白， 膜蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。G蛋白有两种构 三个亚基组成。 结合； 型，三个亚基形成三聚体为非活化型，与GDP结合；与 三个亚基形成三聚体为非活化型， GDP结合 GTP结合的α亚基为其活化型， 亚基二聚体脱落。 GTP结合的α亚基为其活化型，β、γ亚基二聚体脱落。 结合的 活化的G蛋白能调节腺苷酸环化酶、磷脂酶C 活化的G蛋白能调节腺苷酸环化酶、磷脂酶C和某些离 子通道等的活性。 子通道等的活性。
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一、选择题
1．与G蛋白偶联的受体是 A．环状受体 D．细胞核内受体 B．七次跨膜受体 E．细胞浆内受体 C．催化性受体
2．G蛋白的α亚基具有何种酶活性 蛋白的α ATP酶 A．GTP酶 B．ATP酶 GTP酶 C．TTP酶 TTP酶 D．CTP酶 CTP酶 E．UTP酶 UTP酶
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Transduction of βAR mediated signal
AMP
Phosphorylase b kinase Glycogen synthase Glycogenolysis
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PDE
ATP ATP
Active PKA
Inactive PKA
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1、细胞内受体直接传递信号（主要特征） 细胞内受体直接传递信号（主要特征） 2、离子通道型受体通过控制离子流而传递信号 主要特征） （主要特征） 3、G蛋白偶联受体介导的信号转导途径 ① 主要特征 ② G蛋白循环 ③ G蛋白偶联受体介导的信号转导途径的基本模式 举例） （举例）
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3、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor) 在结构上均为单体蛋白，氨基端位于细胞膜外表面， 在结构上均为单体蛋白，氨基端位于细胞膜外表面，羧基 端在胞膜内侧，完整的肽链反复跨膜七次， 端在胞膜内侧，完整的肽链反复跨膜七次，故又名七次跨膜受 由于肽链反复跨膜，在胞外侧和胞内侧形成几个环状结构， 体。由于肽链反复跨膜，在胞外侧和胞内侧形成几个环状结构， 分别负责接受外源信号的刺激和细胞内的信号传递。 分别负责接受外源信号的刺激和细胞内的信号传递。其细胞质 部分可以与三聚体G蛋白相互作用， 部分可以与三聚体G蛋白相互作用，其胞浆面第三个环能与鸟 苷酸结合蛋白（ 蛋白）偶联，通过不同的G 苷酸结合蛋白（G蛋白）偶联，通过不同的G蛋白影响腺苷酸环 化酶或磷脂酶C 改变细胞内第二信使浓度， 化酶或磷脂酶C，改变细胞内第二信使浓度，以实现跨膜信息传 此类受体通过G蛋白向下游传递信号，因此又称为G 递。此类受体通过G蛋白向下游传递信号，因此又称为G蛋白偶 联受体。 联受体。
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outside of the cell
cytoplasm
Hsp90
Lipid signal binding site
nucleus transcription activation domain
lipid signals
DNA binding domain
TATA
opening of DNA binding domain
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二、离子通道型受体通过控制离子流而传递信号 主要特征： 主要特征：
1、受体是一类自身为离子通道的受体； 受体是一类自身为离子通道的受体； 2、配体直接控制受体通道的开放与关闭； 配体直接控制受体通道的开放与关闭； 开放 3、离子通道受体信号转导的作用是改变细胞膜电位； 离子通道受体信号转导的作用是改变细胞膜电位；
3．与G蛋白活化密切相关的核苷酸是
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A．ATP
B． B．CTP
C． C．GTP
D． D．TTP
E． E．UTP
23
二、名词解释
1、G蛋白 (G protein ) 2、G蛋白循环 (G protein cycle) 3、G蛋白偶联受体 (G protein coupled receptor)
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G蛋白循环 (G protein cycle)
与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白， 与配体结合而激活的受体可以激活G蛋白，G蛋白 通过一定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 通过一定的机制进行有活性和无活性状态的不断转换， 此过程称为G蛋白循环。 此过程称为G蛋白循环。
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