细胞信号转导概述讲义
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细胞信号转导(药学)
动物模型与临床研究
动物模型建立
通过基因敲除、转基因等技术 建立特定疾病的动物模型，用 于研究细胞信号转导与疾病的 关系及药物作用机制。
临床样本分析
收集患者样本，通过生物化学 、分子生物学等方法检测信号 分子的含量和活性，以评估疾 病的严重程度和治疗效果。
临床试验
在严格控制的条件下，对患者 进行药物治疗，并观察其疗效 和安全性，以验证细胞信号转 导相关药物的有效性和安全性 。
细胞信号转导(药学)
目
CONTENCT
录
• 细胞信号转导概述 • 药学中的细胞信号转导 • 细胞信号转导与疾病治疗 • 细胞信号转导研究方法与技术 • 细胞信号转导在药物研发中的应用 • 未来展望与挑战
01
细胞信号转导概述
定义与基本原理
细胞信号转导是指细胞外或细胞内信号分子通过与细胞表面或细 胞内的受体结合，引发一系列生物化学反应，最终调节细胞生理 功能的过程。
02 用于检测基因表达水平的变化。
基因编辑技术
03
如CRISPR/Cas9等，用于研究特定基因在细胞信号转
导中的功能。
细胞生物学方法
细胞培养与转染
用于研究细胞信号转导的分子机制和药物作 用。
荧光共振能量转移（FRET） 技术
用于实时监测细胞内信号分子的相互作用和动态变 化。
激光共聚焦显微镜技术
用于观察细胞内信号分子的定位和动态变化 。
药物可以调节信号分子的合成、 释放、转运或降解等过程。
100%
信号转导途径的阻断
药物可以阻断信号转导途径中的 某个环节，从而抑制细胞的增殖 、迁移或侵袭等过程。
80%
信号网络的调控
药物可以影响信号网络中的多个 途径，产生复杂的生物学效应。
《细胞信号转导》课件
1
激活物
激活物是引发细胞信号传递的触发因素。
2
受体
受体是细胞上识别和结合信号的蛋白质。
3
信使分子
信使分子是传递信号的分子信使，如细胞内嵌合蛋白和化学物质。
细胞信号传递的途径
细胞信号传递可以通过不同的途径实现，例如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体和泛素样修饰途径。
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体是一类可以与G 蛋白相互作用并激活细胞信号 传递的受体。
基因调控
通过激活或抑制特定基因的转录来调节
蛋白激酶级联反应
2
细胞的功能和行为。
一系列蛋白激酶的级联反应，参与细胞
内复杂的信号转导网络。
3
细胞增殖、分化、凋亡
细胞信号转导可以调控细胞的增殖、分 化和凋亡等生物学过程。
细胞信号传递的调控
细胞信号传递可以通过酶促修饰、反式调控和基因转录控制等方式进行调控。
基本过程
细胞信号转导包括信号传递、信号放大、信号 整合和信号传导。
细胞信号转导的类型
细胞信号转导可以分为内源性信号和外源性信号两种类型。
1 内源性信号
来自细胞内部的信号，如细胞自身合成的分 子信号。
2 外源性信号
来自细胞外部的信号，如激素、生长因子和 神经递质等。
细胞信号传递的参与者
细胞信号传递涉及多个参与者，包括激活物、受体和信使分子。
《细胞信号转导》PPT课 件
# 细胞信号转导
细胞信号转导是细胞内外相互作用的关键过程，它们通过一系列复杂的分子 信号传递调控细胞的功能和行为。
什么是细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调节其生理反应和行为的过程。
定义
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调 节其生理反应和行为的过程。
《细胞信号转导》课件
03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。
细胞信号转导精品课件
05
细胞信号转导的未来展 望
细胞信号转导与药物研发
细胞信号转导与药物研发
随着对细胞信号转导机制的深入了解，药物研发正逐渐转 向针对特定信号通路的治疗方法。这有助于开发更精确、 副作用更小的药物，提高治疗效果。
针对特定疾病的信号通路
针对特定疾病的信号通路进行药物设计，可以更有效地治 疗某些难以治愈的疾病，如癌症、神经退行性疾病等。
细胞信号转导精品课件
目录
• 细胞信号转导概述 • 细胞信号转导的分子机制 • 细胞信号转导与疾病 • 细胞信号转导的研究方法 • 细胞信号转导的未来展望
01
细胞信号转导概述
细胞信号转导的定义
细胞信号转导
是指细胞接收到胞外信号后，通 过一系列的信号转导过程，将胞 外信号转导至胞内，调控基因的 表达，从而影响细胞的生命活动
个性化治疗的可能性
通过对个体基因组和信号转导通路的深入研究，有望实现 个性化治疗，根据患者的具体情况制定最合适的治疗方案 。
细胞信号转导与基因治疗
基因治疗与信号转导
基因治疗是一种通过修改或替换缺陷基因来治疗遗传性疾病的方法。细胞信号转导在基因表达和调控中起着重要作用 ，因此对信号转导机制的理解有助于优化基因治疗方案。
癌症治疗中的细胞信号转导
针对癌症治疗中的细胞信号转导，可以采取多种手段，如抑制信号 转导、诱导细胞凋亡等。
神经退行性疾病与细胞信号转导
神经退行性疾病概述
01
神经退行性疾病是一类以神经元退行性病变为主要特征的疾病
，如阿尔茨海默病、帕金森病等。
细胞信号转导与神经退行性疾病
02
细胞信号转导在神经退行性疾病的发生、发展中起着重要作用
针对糖尿病的治疗，可以采取多种手段，如抑制 信号转导、调节血糖等。
《生物化学》课件 第十一章细胞信号转导 ppt
2、细胞表面受体：
该受体位于靶细胞膜表面，其配体为水溶性信号分 子和膜结合型信号分子（如生长因子、细胞因子、水溶 性激素分子、粘附分子等）。
目录
目录
一种受体分子转换的信号，可通过 一条或多条信号转导通路进行传递。而 不同类型受体分子转换的信号，也可通 过相同的信号通路进行传递。
不同的信号转导通路之间亦可发生 交叉调控，形成复杂的信号转导网络。
信号转导通路和网络的形成是动态 过程，随着信号的种类和强弱而不断的 变化。
目录
（二）受体与配体相互作的特点
1、高度专一性 2、高度亲和力 3、可饱和性 4、可 逆 性 5、特定的作用模式
目录
三、膜受体介导的信号转导
（一）蛋白激酶A（PKA）通路
该通路以靶细胞内cAMP浓度改变和PKA 激活为主要特征。
1、细胞内信号转导分子异常激活
信号转导分子的结构发生改变，可导 致其激活并维持在活性状态。
2、细胞内信号转导分子异常失活
信号转导分子表达降低或结构改变， 可导致其失活。
目录
（三）信号转导异常可导致疾病的发生 异常的信号转导可使细胞获得异常
功能或者失去正常功能，从而导致疾 病的发生，或影响疾病的过程。许多 疾病的发生和发展都与信号转导异常 有关。
不能正常传递 持续高度激活 受体功能异常 信号转导分子功能异常
目录
（一）受体异常激活和失能
1、受体异常激活
基因突变可导致异常受体的产生， 不依赖外源信号的作用而激活细胞内 的信号通路。
2、受体异常失能
受体分子数量、结构或调节功能 发生异常，导致受体异常失能，不能 正常递信号。
目录Βιβλιοθήκη （二）信号转导分子的异常激活和失活
细胞外信号
该受体位于靶细胞膜表面，其配体为水溶性信号分 子和膜结合型信号分子（如生长因子、细胞因子、水溶 性激素分子、粘附分子等）。
目录
目录
一种受体分子转换的信号，可通过 一条或多条信号转导通路进行传递。而 不同类型受体分子转换的信号，也可通 过相同的信号通路进行传递。
不同的信号转导通路之间亦可发生 交叉调控，形成复杂的信号转导网络。
信号转导通路和网络的形成是动态 过程，随着信号的种类和强弱而不断的 变化。
目录
（二）受体与配体相互作的特点
1、高度专一性 2、高度亲和力 3、可饱和性 4、可 逆 性 5、特定的作用模式
目录
三、膜受体介导的信号转导
（一）蛋白激酶A（PKA）通路
该通路以靶细胞内cAMP浓度改变和PKA 激活为主要特征。
1、细胞内信号转导分子异常激活
信号转导分子的结构发生改变，可导 致其激活并维持在活性状态。
2、细胞内信号转导分子异常失活
信号转导分子表达降低或结构改变， 可导致其失活。
目录
（三）信号转导异常可导致疾病的发生 异常的信号转导可使细胞获得异常
功能或者失去正常功能，从而导致疾 病的发生，或影响疾病的过程。许多 疾病的发生和发展都与信号转导异常 有关。
不能正常传递 持续高度激活 受体功能异常 信号转导分子功能异常
目录
（一）受体异常激活和失能
1、受体异常激活
基因突变可导致异常受体的产生， 不依赖外源信号的作用而激活细胞内 的信号通路。
2、受体异常失能
受体分子数量、结构或调节功能 发生异常，导致受体异常失能，不能 正常递信号。
目录Βιβλιοθήκη （二）信号转导分子的异常激活和失活
细胞外信号
第十二章细胞信号转导ppt课件
➢ 激素(hormone)：内分泌细胞分泌 特点：低浓度、长距离、长时效、全身性
➢ 神经递质：神经突触释放 特点：短距离、短时间
➢ 局部介质：各种细胞 旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine) 的生长因子、细胞因子、NO 特点：短距离、长时效
细胞内信号分子：传导方式
a. 2 b. 5 c. 4 d. 3
9、生长因子是细胞内的(
)。
a. 营养物质
b. 能源物质
c. 结构物质
d. 信息分子
比较题
1、酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激 酶
2、磷脂酶C和蛋白激酶C
cAMP作用的靶分子
cAMP-PKA通路调节基因转录
cAMP信号传递模型
钙信号的消除
两种鸟 苷酸环 化酶： mGC、
(3)丝\苏氨酸激酶
通过变构而激活蛋白，催化底物蛋白丝\苏氨酸残 基磷酸化。 包括：蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、PKB、PKC、 PKG、CaMK和丝裂原激的蛋白激酶(mitogenactivated protein kianse, MAPK)、Raf-1等均属此类。
信号转导与信号传导(cell signalling)
➢ 信号转导强调信号的转换, 胞外信号转换为胞内信 号，包括即信号的识别与转换。
➢ 信号传导强调信号的传递，包括信号的产生、分泌 与传递
细胞通讯(cell communication)：
细胞与细胞之间的信息交流
细胞通讯的几种方式
1.信号分子 2.细胞接触 或连接 3.细胞外基质
A 与配体有高度亲和力和特异性 B 受体与配体的结合有可逆性 C 受体与配体的结合有一定的数量限度 （饱 和性） D 立体构型决定受体的特异性 E 磷酸化与去磷酸化调节受体的活性
➢ 神经递质：神经突触释放 特点：短距离、短时间
➢ 局部介质：各种细胞 旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine) 的生长因子、细胞因子、NO 特点：短距离、长时效
细胞内信号分子：传导方式
a. 2 b. 5 c. 4 d. 3
9、生长因子是细胞内的(
)。
a. 营养物质
b. 能源物质
c. 结构物质
d. 信息分子
比较题
1、酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激 酶
2、磷脂酶C和蛋白激酶C
cAMP作用的靶分子
cAMP-PKA通路调节基因转录
cAMP信号传递模型
钙信号的消除
两种鸟 苷酸环 化酶： mGC、
(3)丝\苏氨酸激酶
通过变构而激活蛋白，催化底物蛋白丝\苏氨酸残 基磷酸化。 包括：蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、PKB、PKC、 PKG、CaMK和丝裂原激的蛋白激酶(mitogenactivated protein kianse, MAPK)、Raf-1等均属此类。
信号转导与信号传导(cell signalling)
➢ 信号转导强调信号的转换, 胞外信号转换为胞内信 号，包括即信号的识别与转换。
➢ 信号传导强调信号的传递，包括信号的产生、分泌 与传递
细胞通讯(cell communication)：
细胞与细胞之间的信息交流
细胞通讯的几种方式
1.信号分子 2.细胞接触 或连接 3.细胞外基质
A 与配体有高度亲和力和特异性 B 受体与配体的结合有可逆性 C 受体与配体的结合有一定的数量限度 （饱 和性） D 立体构型决定受体的特异性 E 磷酸化与去磷酸化调节受体的活性
细胞信号转导讲课文档
2．信号转导过程中的级联式反应 信号转导过程中的各个反应相互衔接，层层放大，使一个原 本微弱的细胞外信号最终引起一个显著的反应。
Cell Signal Transduction
第五十七页，共83页。
3．信号转导途径的通用性与特异性
信号转导途径的通用性是指同一条信号转导途径可在细胞 的多种功能效应中发挥作用。
美国科学家E. W. Sutherland发现“激 素的作用机理”获1971年诺贝尔生理 学与医学奖，其中便阐明了cAMP作为
第二信使的作用。
位于细胞膜的腺苷酸环化酶（AC）在G蛋白 激活下，催化ATP脱去一个焦磷酸后得 到cAMP。
E. W. Sutherland
第四十页，共83页。
腺苷酸环化酶（AC ）催化ATP生成第二 信使cAMP。
碍有显著效果。
第五十一页，共83页。
三、二脂酰甘油(DAG)/三磷酸肌醇(IP3)
第五十二页，共83页。
第五十三页，共83页。
四、Ca 2+/钙调蛋白信使体系
钙离子的信号作用 是通过其浓度的升高或降 低来实现的。细胞质内游 离钙离子浓度远低于细胞 外，当细胞受到特异性信 号刺激时，细胞内钙库（ 内质网、肌浆网）或质膜 上的钙通道开放，使胞内 钙离子浓度瞬间升高，由 此产生钙信号。
第二页，共83页。
细胞信号转导过程(signal transduction)
通过化学信 号分子而实 现对细胞的 生命活动进 行调节的现 象。
第三页，共83页。
细胞信号转导基本组成
①胞外信号分子，即第一信使；
②细胞表面以及细胞内部的受体； ③细胞内信号分子，也称第二信使； ④蛋白质激酶变化及其所引发的细胞行为的改变
(一)酪氨酸激酶
Cell Signal Transduction
第五十七页，共83页。
3．信号转导途径的通用性与特异性
信号转导途径的通用性是指同一条信号转导途径可在细胞 的多种功能效应中发挥作用。
美国科学家E. W. Sutherland发现“激 素的作用机理”获1971年诺贝尔生理 学与医学奖，其中便阐明了cAMP作为
第二信使的作用。
位于细胞膜的腺苷酸环化酶（AC）在G蛋白 激活下，催化ATP脱去一个焦磷酸后得 到cAMP。
E. W. Sutherland
第四十页，共83页。
腺苷酸环化酶（AC ）催化ATP生成第二 信使cAMP。
碍有显著效果。
第五十一页，共83页。
三、二脂酰甘油(DAG)/三磷酸肌醇(IP3)
第五十二页，共83页。
第五十三页，共83页。
四、Ca 2+/钙调蛋白信使体系
钙离子的信号作用 是通过其浓度的升高或降 低来实现的。细胞质内游 离钙离子浓度远低于细胞 外，当细胞受到特异性信 号刺激时，细胞内钙库（ 内质网、肌浆网）或质膜 上的钙通道开放，使胞内 钙离子浓度瞬间升高，由 此产生钙信号。
第二页，共83页。
细胞信号转导过程(signal transduction)
通过化学信 号分子而实 现对细胞的 生命活动进 行调节的现 象。
第三页，共83页。
细胞信号转导基本组成
①胞外信号分子，即第一信使；
②细胞表面以及细胞内部的受体； ③细胞内信号分子，也称第二信使； ④蛋白质激酶变化及其所引发的细胞行为的改变
(一)酪氨酸激酶
第十五章细胞信号转导左ppt课件
（二）根据在细胞中的分布情况，胞内受体又可分为胞质受体和核受体 胞内受体的配体多为脂溶性小分子甾体类激素，以类固醇激素类较为常见；此外，也包括甲状腺素类激素、维生素D等。这些小分子可直接以简单扩散的方式或借助于某些载体蛋白跨越靶细胞膜，与位于胞质或胞核内的受体结合。
胞内受体通常为由400～1000个氨基酸组成的单体蛋白，其氨基末端的氨基酸序列高度可变，长度不一，具有转录激活功能，其羧基末端由200多个氨基酸组成，是配体结合的区域（E/F），此外，这一区域对于受体二聚化及转录激活也有重要作用，其DNA结合区域由66～68个氨基酸残基组成（C），富含半胱氨酸残基，具两个锌指结构，由此可与DNA结合。
二、根据其分布，受体可分为膜受体与胞内受体
根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞表面受体（cell surface receptor）和细胞内受体（intracellular receptor）。此外，还有一种类型的受体，存在于细胞膜上，当配体与这种受体特异性结合介导了细胞的内吞作用，形成内吞体从而将配体分子带入细胞。
（一）细胞表面受体是存在于细胞膜上的受体 膜受体大约包括了20个家族，研究得比较清楚的包括受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体、细胞因子受体、配体闸门通道、鸟苷环化酶（guanylyl cyclase）受体、肿瘤坏死因子受体、Toll样受体、Notch受体、Hedgehog受体、Wnt受体、Notch 受体等。除此以外，还有一种重要的膜受体就是配体闸门通道。
第三节 信号转导中的蛋白质
细胞质中介导细胞信号转导的蛋白质主要涉及蛋白激酶、蛋白磷酸酶、GTP结合蛋白以及衔接蛋白。
蛋白激酶、蛋白磷酸酶和GTP结合蛋白通过几乎同样的方法调控细胞信号转导通路，即都涉及到磷酸基团的简单添加或去除。
胞内受体通常为由400～1000个氨基酸组成的单体蛋白，其氨基末端的氨基酸序列高度可变，长度不一，具有转录激活功能，其羧基末端由200多个氨基酸组成，是配体结合的区域（E/F），此外，这一区域对于受体二聚化及转录激活也有重要作用，其DNA结合区域由66～68个氨基酸残基组成（C），富含半胱氨酸残基，具两个锌指结构，由此可与DNA结合。
二、根据其分布，受体可分为膜受体与胞内受体
根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为细胞表面受体（cell surface receptor）和细胞内受体（intracellular receptor）。此外，还有一种类型的受体，存在于细胞膜上，当配体与这种受体特异性结合介导了细胞的内吞作用，形成内吞体从而将配体分子带入细胞。
（一）细胞表面受体是存在于细胞膜上的受体 膜受体大约包括了20个家族，研究得比较清楚的包括受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体、细胞因子受体、配体闸门通道、鸟苷环化酶（guanylyl cyclase）受体、肿瘤坏死因子受体、Toll样受体、Notch受体、Hedgehog受体、Wnt受体、Notch 受体等。除此以外，还有一种重要的膜受体就是配体闸门通道。
第三节 信号转导中的蛋白质
细胞质中介导细胞信号转导的蛋白质主要涉及蛋白激酶、蛋白磷酸酶、GTP结合蛋白以及衔接蛋白。
蛋白激酶、蛋白磷酸酶和GTP结合蛋白通过几乎同样的方法调控细胞信号转导通路，即都涉及到磷酸基团的简单添加或去除。
细胞信号转导教学课件
胞核→基因表达调控。
03
酶联受体介导的信号转导途径类型
根据信号分子类型和作用方式不同，酶联受体介导的信号转导途径可分
为酪氨酸激酶型、G蛋白型和其它型等。
酶联受体介导的信号转导与疾病
01
02
03
04
酶联受体介导的信号转导与 疾病关系概述：酶联受体介 导的信号转导在许多疾病的 发生和发展过程中发挥重要
导有关。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
细胞因子信号转导
细胞因子的种类与功能
细胞因子种类
包括白细胞介素（IL）、干扰素（ IFN）、肿瘤坏死因子（TNF）、集 落刺激因子（CSF）等。
细胞因子功能
参与免疫应答、炎症反应、造血过程 、组织损伤修复等生理和病理过程。
许多疾病的发生和发展都与G蛋白偶联受体介导的信号转导有关，如肿瘤、心血管疾病、代谢性疾病等。这些疾病的发生和 发展过程中，G蛋白偶联受体介导的信号转导途径会出现异常，导致细胞生长和分化失控、炎症反应等。因此，针对G蛋白偶 联受体介导的信号转导途径的治疗策略对于疾病的治疗具有重要意义。
REPORT
CATALOG
抑制酶活性
负调控因子通过抑制酶的 活性来调节信号转导，从 而控制细胞反应的强度和 持续时间。
竞争性结合
负调控因子可以与信号分 子竞争性结合，从而降低 信号转导的效率。
细胞信号转导的正调控
正调控因子
细胞信号转导的正调控因子是指 能够促进信号转导过程的蛋白质
或小分子化合物。
激活酶活性
正调控因子通过激活酶的活性来调 节信号转导，从而增强细胞反应的 强度和持续时间。
细胞信号转导-讲义
细胞对外界刺激作出适当 的反应是细胞生存的前提。 细胞通过细胞信号转导对 刺激作出反应。
细胞信号转导模型视频
细胞信息传递途径
细胞对胞外组合信号的程 序性反应决定细胞的命运.
细胞对信号的反应不仅 取决于其受体的特异性， 而且与细胞的固有特征有 关。 相同信号可产生不 同效应：如Ach可引 起骨骼肌收缩、心肌 收缩频率降低，唾腺 细胞分泌。 不同信号可产生相 同效应：如肾上腺素、 胰高血糖素，促进肝 糖原降解而升高血糖。
G蛋白耦联受体结构
G 蛋白结构与激活
3.2.1 cAMP信号途径 • 通过调节胞内cAMP的浓度，将细胞外信号转变为细胞内信号。 • 主要组分：① Rs（激活）、Ri（抑制）受体。② G蛋白：Gs、Gi。 ③ 腺苷酸环化酶和环腺苷酸磷酸二脂酶。④ 蛋白激酶A（PKA）
整合结构域
催化结构域
肝细胞G蛋白耦联受体通过G蛋白激活或抑制腺苷酸环化酶活性。 Epinephrine 肾上腺素，glucagon 胰高血糖素，ACTH 促肾上腺 皮质激素，PGE1 前列腺素E1 ，adenosine 腺苷。
D. 细胞内两种信号开关分子
• 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。
蛋白激酶分子开关：蛋白激酶和 蛋白磷酸酶磷酸化和去磷酸化靶蛋 白激活或抑制靶蛋白活性起细胞效 应分子开关作用。
GTP环化酶
NO对血管的作用。InsP3＝IP3，calmodulin 钙调蛋 白，citrulline 瓜氨酸，guanylyl cyclase 鸟苷酸环化 酶。
3 细胞表面受体介导的信号转导
第12章 细胞信号转导(共63张PPT)
coupled receptor，GPCR）。
一条肽链糖蛋白 信息传递步骤： 激素与受体结合
受体蛋白的构象改变调节G 蛋白的活性
促进蛋白激酶活性，产生生 物学效应（细胞代谢、基因 转录的调控）
胞质内第二 信使浓度增 加
细胞膜上的酶活
化（AC 等）
❖ G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCR ）作为人类 基因组编码的最大类别膜蛋白超家族，有800多个家族成员，与 人体生理代谢几乎各个方面都密切关联。它们的构象高度灵活， 调控非常复杂，天然丰度很低。
成纤维细胞生长因子(FGF)
血管内皮生长因子(VEGF)
功能：
配体受体结合
受体蛋白质 构象改变
使底物磷酸化，与细胞的增殖、 分化、癌变有关。
（存在自身磷酸化位点，调节酪 氨酸激酶活性）
（二）细胞内受体结构特征
❖ 胞内受体通常为由400～1000个氨基酸组成的单体蛋白，包括四个区域：
❖ ①高度可变区：位于N末端的氨基酸序列高度可变，长度不一，具有转录激活功能。 ❖ ②DNA结合区：其DNA结合区域由66～68个氨基酸残基组成，富含半胱氨酸残基
❖ ③PKA对基因表达的调节作用
表12-2PKA对底物蛋白的磷酸化作用
底物蛋白 核中酸性蛋白质 核糖体蛋白 细胞膜蛋白
微管蛋白 心肌肌原蛋白 心肌肌质网膜蛋白 肾上腺素受体蛋白β
磷酸化的后果
生理意义
加速转录
促进蛋白质合成
加速翻译
促进蛋白质合成
膜蛋白构象及功能改变 构象及功能改变
改变膜对水及离子的通 透性
，具两个锌指结构，由此可与DNA结合。 ❖ ③铰链区：为一短序列，可能有与转录因子相互作用和触发受体向核内移动的
一条肽链糖蛋白 信息传递步骤： 激素与受体结合
受体蛋白的构象改变调节G 蛋白的活性
促进蛋白激酶活性，产生生 物学效应（细胞代谢、基因 转录的调控）
胞质内第二 信使浓度增 加
细胞膜上的酶活
化（AC 等）
❖ G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCR ）作为人类 基因组编码的最大类别膜蛋白超家族，有800多个家族成员，与 人体生理代谢几乎各个方面都密切关联。它们的构象高度灵活， 调控非常复杂，天然丰度很低。
成纤维细胞生长因子(FGF)
血管内皮生长因子(VEGF)
功能：
配体受体结合
受体蛋白质 构象改变
使底物磷酸化，与细胞的增殖、 分化、癌变有关。
（存在自身磷酸化位点，调节酪 氨酸激酶活性）
（二）细胞内受体结构特征
❖ 胞内受体通常为由400～1000个氨基酸组成的单体蛋白，包括四个区域：
❖ ①高度可变区：位于N末端的氨基酸序列高度可变，长度不一，具有转录激活功能。 ❖ ②DNA结合区：其DNA结合区域由66～68个氨基酸残基组成，富含半胱氨酸残基
❖ ③PKA对基因表达的调节作用
表12-2PKA对底物蛋白的磷酸化作用
底物蛋白 核中酸性蛋白质 核糖体蛋白 细胞膜蛋白
微管蛋白 心肌肌原蛋白 心肌肌质网膜蛋白 肾上腺素受体蛋白β
磷酸化的后果
生理意义
加速转录
促进蛋白质合成
加速翻译
促进蛋白质合成
膜蛋白构象及功能改变 构象及功能改变
改变膜对水及离子的通 透性
，具两个锌指结构，由此可与DNA结合。 ❖ ③铰链区：为一短序列，可能有与转录因子相互作用和触发受体向核内移动的
细胞信号转导讲解专家讲座
结构: 常有四个结构域: 与DNA结合中间结构域、激活基因 转录N端结构域（高度可变区）、铰链区（触发受体向核 内移动、C末端激素结合区
举例: 类固醇激素与胞内受体结合后，使受体构象发生改变 ，暴露出DNA结合区（利于向核内移动）。这个类固醇 激素-受体复合物以二聚体形式穿过核孔进入核内。在核 内，激素-受体复合物作为转录因子与DNA特异基因激素 反应元件（HRE）结合，使特异基因表示发生改变。
a-环腺苷酸（cAMP） b-环鸟苷酸（cGMP） c-糖、脂类衍生物DAG, IP3 d-Ca2+ e-NO, CO
细胞信号转导讲解
第15页
五、蛋白激酶
蛋白激酶（protein kinases, PK），一类催化蛋白质磷酸化反 应酶。又称蛋白质磷酸化酶。它能把三磷酸腺苷（ATP）上 γ-磷酸转移到蛋白质分子氨基酸残基上。
• 信号转导（cell signal transduction, CST）: 信息物质经过与 受体结合，引发细胞内一系列生物化学反应以及蛋白间相互 作用，直到细胞生理反应所需基因表示、各种生物学效应形 成过程，这种过程称为细胞信号转导。
细胞信号转导讲解
第2页
➢一、细胞信号转导( CST) 分类: ➢信息物质经过与受体结合, 引发细胞内一系列生物 化学反应以及蛋白间相互作用, 直到细胞生理反应所 需基因表示、各种生物学效应形成过程, 这种过程称 为细胞信号转导。
依据其底物蛋白被磷酸化氨基酸残基种类，可将它们分为5类: 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶、蛋白酪氨酸激酶、蛋白组氨酸激酶、
蛋白色氨酸激酶和蛋白天冬氨酰基/谷氨酰基激酶。 在大多数情况下，磷酸化反应发生在蛋白质丝氨酸残基上。 蛋白激酶在细胞内广泛分布（核、线粒体、微粒体和胞液）。
举例: 类固醇激素与胞内受体结合后，使受体构象发生改变 ，暴露出DNA结合区（利于向核内移动）。这个类固醇 激素-受体复合物以二聚体形式穿过核孔进入核内。在核 内，激素-受体复合物作为转录因子与DNA特异基因激素 反应元件（HRE）结合，使特异基因表示发生改变。
a-环腺苷酸（cAMP） b-环鸟苷酸（cGMP） c-糖、脂类衍生物DAG, IP3 d-Ca2+ e-NO, CO
细胞信号转导讲解
第15页
五、蛋白激酶
蛋白激酶（protein kinases, PK），一类催化蛋白质磷酸化反 应酶。又称蛋白质磷酸化酶。它能把三磷酸腺苷（ATP）上 γ-磷酸转移到蛋白质分子氨基酸残基上。
• 信号转导（cell signal transduction, CST）: 信息物质经过与 受体结合，引发细胞内一系列生物化学反应以及蛋白间相互 作用，直到细胞生理反应所需基因表示、各种生物学效应形 成过程，这种过程称为细胞信号转导。
细胞信号转导讲解
第2页
➢一、细胞信号转导( CST) 分类: ➢信息物质经过与受体结合, 引发细胞内一系列生物 化学反应以及蛋白间相互作用, 直到细胞生理反应所 需基因表示、各种生物学效应形成过程, 这种过程称 为细胞信号转导。
依据其底物蛋白被磷酸化氨基酸残基种类，可将它们分为5类: 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶、蛋白酪氨酸激酶、蛋白组氨酸激酶、
蛋白色氨酸激酶和蛋白天冬氨酰基/谷氨酰基激酶。 在大多数情况下，磷酸化反应发生在蛋白质丝氨酸残基上。 蛋白激酶在细胞内广泛分布（核、线粒体、微粒体和胞液）。
细胞信号转导讲义
1 细胞信号转导概述A. 细胞信号转导的基本特征 细胞对外界刺激作出适当的反应是细胞生存的前提。
细胞通过细胞信号转导对刺激作出反应。
信号转导途径的步骤。
1.质膜表面受体对刺激的识别。
2.信号跨越质膜。
3.信号在细胞中传递至效应分子产生细胞效应。
4.信号分子失活使细胞反应停止。
细胞信息传递途径细胞对胞外组合信号的程序性反应决定细胞的命运. 细胞对信号的反应不仅取决于其受体的特异性，而且与细胞的固有特征有关。
相同信号可产生不同效应：如Ach可引起骨骼肌收缩、心肌收缩频率降低，唾腺细胞分泌。
不同信号可产生相同效应：如肾上腺素、胰高血糖素，促进肝糖原降解而升高血糖。
相同的信号分子诱导不同的靶细胞产生不同的反应。
这是由于不同的细胞受体可能不同因此在细胞内产生不同的信号，导致产生不同的细胞效应，如A和B。
或者受体相同，但不同细胞具有胞内不同的或特异的传递途径自然导致不同的细胞效应，如B和C。
自分泌接触依赖旁分泌内分泌间隙连接分泌化学信号通讯（内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触），接触依赖性通讯和直接联通通讯（间隙连接和胞间连丝）化学突触C. 信号分子及受体信号分子:◆脂溶性激素；◆水溶性激素；◆气体分子。
•成分：短肽、蛋白质、气体分子（如NO）、氨基酸衍生物、核苷酸衍生物脂类胆固醇类等组胺肾上腺素甲状腺素乙酰胆碱IP雌二醇物、脂类、胆固醇类等。
•特点：①特异；②高效。
•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：起信号转换和放大的作用，如cAMP、cGMP、IP3、DAG、Ca2+。
受体：能够识别和选择性结合某种配体（信号分子），分子上具有配体结合区域和产生效应的区域。
几乎全为蛋白质且大多为糖蛋白。
受体可分为细胞内受体和细胞表面受体，细胞表面受体主要有三类：离子通道耦联受体（ion channel coupled receptor)、G蛋白耦联受体（G protein coupledreceptor）、酶连受体（enzyme linked receptor）。
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配体（ligand）
能够与受体特异性结合的分子。 可溶性和膜结合型信号分子都是常见的配体。
（一）受体有细胞内受体和细胞膜受体
受体按照其在细胞内的位置分为 细胞内受体
位于细胞质或胞核内的受体，其相应配体是脂溶性信号分子， 如类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
细胞表面受体
水溶性信号分子和膜结合型信号分子（如生长因子、细胞因子、 水溶性激素分子、粘附分子等）不能进入靶细胞，其受体位于 靶细胞的细胞质膜表面。
可溶型信号分子的分类
化学信号的名称 作用距离 受体位置 举例
神经分泌
神经递质 nm
膜受体 乙酰胆碱 谷氨酸
内分泌
激素 m
膜或胞内受体 胰岛素 生长激素
自分泌及旁分泌
细胞因子 mm
膜受体 表皮生长因子 神经生长因子
二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号
受体（receptor）
细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合的蛋白质分子， 个别糖脂也具有受体作用 。
细胞信号转 导概述
一、细胞外化学信号有可溶型和膜结合型 两种形式
化学信号（chemical signaling）
可溶型 膜结合型
化学信号通讯是生物适应环境不断变异、进化的结果
（一）可溶型信号分子作为游离分子在细胞间传递
根据其溶解特性分为 脂溶性化学信号 水溶性化学信号
根据体内化学信号分子作用距离，可以将其分为 内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine）/自分泌（autocrine） 神经递质 （neurotransmitter）
图17-1 水溶性和脂溶性化学信号的转导
（二）受体结合配体并转换信号
受体有两个方面的作用
识别外源信号分子并与之结合 转换配体信号
受体识别并与配体结合，是细胞接收外源信号的第一 步反应
细胞内受体能够直接传递信号或通过特定的通路传递信号 膜受体识别细胞外信号分子并转换信号
（三）受体与配体的相互作用具有共同的特点
• 高度专一性 • 高度亲和力
• 可饱和性 • 可逆性 • 特定细胞信号转导的基本方式示意图
信号转导网络
信号转导 应答反应
m7G
NH2 AAAAA
Translation
转录因子 染色质相关蛋白 RNA加工蛋白 RNA转运蛋白 细胞周期蛋白
细胞骨架
能够与受体特异性结合的分子。 可溶性和膜结合型信号分子都是常见的配体。
（一）受体有细胞内受体和细胞膜受体
受体按照其在细胞内的位置分为 细胞内受体
位于细胞质或胞核内的受体，其相应配体是脂溶性信号分子， 如类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
细胞表面受体
水溶性信号分子和膜结合型信号分子（如生长因子、细胞因子、 水溶性激素分子、粘附分子等）不能进入靶细胞，其受体位于 靶细胞的细胞质膜表面。
可溶型信号分子的分类
化学信号的名称 作用距离 受体位置 举例
神经分泌
神经递质 nm
膜受体 乙酰胆碱 谷氨酸
内分泌
激素 m
膜或胞内受体 胰岛素 生长激素
自分泌及旁分泌
细胞因子 mm
膜受体 表皮生长因子 神经生长因子
二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号
受体（receptor）
细胞膜上或细胞内能识别外源化学信号并与之结合的蛋白质分子， 个别糖脂也具有受体作用 。
细胞信号转 导概述
一、细胞外化学信号有可溶型和膜结合型 两种形式
化学信号（chemical signaling）
可溶型 膜结合型
化学信号通讯是生物适应环境不断变异、进化的结果
（一）可溶型信号分子作为游离分子在细胞间传递
根据其溶解特性分为 脂溶性化学信号 水溶性化学信号
根据体内化学信号分子作用距离，可以将其分为 内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine）/自分泌（autocrine） 神经递质 （neurotransmitter）
图17-1 水溶性和脂溶性化学信号的转导
（二）受体结合配体并转换信号
受体有两个方面的作用
识别外源信号分子并与之结合 转换配体信号
受体识别并与配体结合，是细胞接收外源信号的第一 步反应
细胞内受体能够直接传递信号或通过特定的通路传递信号 膜受体识别细胞外信号分子并转换信号
（三）受体与配体的相互作用具有共同的特点
• 高度专一性 • 高度亲和力
• 可饱和性 • 可逆性 • 特定细胞信号转导的基本方式示意图
信号转导网络
信号转导 应答反应
m7G
NH2 AAAAA
Translation
转录因子 染色质相关蛋白 RNA加工蛋白 RNA转运蛋白 细胞周期蛋白
细胞骨架