细胞内信号传导通路(182页)
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cAMP-蛋白激酶A通路组成要素
胞外信息分子(第一信使)
膜受体
G蛋白
腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,AC)
第二信使——cAMP
蛋白激酶A (protein kinase A,PKA)
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cAMP-蛋白激酶A途径涉及的反应链 配体→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环 化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→ 基因调控蛋白→基因转录
的磷酸化,从而调节酶的催化活性或蛋白质的生
理功能。
例如肾上腺素调节糖原分解的级联反应。
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肾上腺素的cAMP信号转导机制
化,进而调控多种基因表达
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(3)一种信息分子可作用几条信息传递途径。如胰
岛素与膜受体结合后,可通过受体底物激活, PLC 产生 IP3 和 PAG ,激活 PKC ;另外也可激 活 Ras 途径。
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细胞在转导信号过程中所采用的基本方式包括:
①改变细胞内各种信号转导分子的构象
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跨膜信号转导的一般步骤
信号转导( cellular
signal transduction ) 特定的细胞释放信息物质
指外界信号(如光、电、 经扩散或血循环到达靶细胞 化学分子)与细胞表面
受体作用,经复杂的细
胞内信号转导系统的转 换影响细胞内信使的水 平变化,进而引起细胞
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cAMP是第一个被发现的第二信使。1971年获诺贝 尔生理学和医学奖
萨瑟兰(Earl W. Sutherland, Jr) 1915 ~ 1974
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5.PKA的作用 ①对糖代谢的调节作用
PKA可促使多种酶或蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基
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1.胞外信息分子
通过这一途径传递信号的
第一信使主要有儿茶酚胺类激素、胰高血糖
素等(含氮激素)。
2.膜受体 胞外信息分子结合的受体为G蛋白
偶联型膜受体、形成激素-受体的复合物、使
受体变构激活。
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3.G蛋白 激活的受体催化Gs的GDP与GTP交换,α亚
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(2)两种不同的信息途径可共同作用于同一种效应
蛋白或同一基因调控区而协同发挥作用。如糖原
磷酸化酶,其α,β亚基可被PKA磷酸化而使酶活 化,σ亚基可与Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统通路 产生的Ca2+结合而使酶活化。上述两条途径在核 内可使转录因子CREB的Ser 133激酶磷酸化而活
靶细胞的受体特异性结合
信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应
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应答反应的一系列过程。
信号通路
信号通路(signaling pathway)指细胞接受外
界信号,通过一整套特定的机制,将胞外信号转
导为胞内信号,最终调节特定基因的表达,引起 细胞的应答反应。
在细胞中,各种信号转导分子相互识别、相互作
②改变信号转导分子的细胞内定位
③促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚
④改变小分子信使的细胞内浓度或分布
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“人类为什么能感受到春天紫
紫 丁 香
丁香的香气, 并在任何时候都能提取出这种 嗅觉上的记忆”。人能够分辨 和记忆约1万种不同的气味, 但人具有这种能力的基本原理 是什么?? 香气 ---受体结合-- G蛋白---纤 毛膜上的离子通道----产生电信 号---沿着神经细胞的轴突传送--嗅球
ATP
Company ຫໍສະໝຸດ Baiduogo
cAMP的作用机制
真核细胞、cAMP通过激活cAMP依赖性蛋白激酶系统 (PKA)实现调节作用。 PKA是一种由四个亚基构成的寡聚体。其中有两个亚 基为催化亚基,另两个亚基为调节亚基。当调节亚基 与 cAMP 结合后发生变构(每一调节亚基可结合两分 子cAMP),与催化亚基解聚,从而激活催化亚基。
用将信号进行转换和传递,构成信号转导通路
(signal transduction pathway)
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不同的信号转导通路之间发生交叉调控(cross talking),形成复杂的信号转导网络(signal transduction network)系统 。信息传递途径的交 联对话表现为: (1)一条信息途径的成员,可参与激活或抑制另一条 信息途径。如促甲状腺素释放激素与膜受体结合后, 通过Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统激活PKC,同时 Ca2+浓度增高会激活腺苷酸环化酶,生成cAMP,进 而激活PKA
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4.cAMP
αs-GTP激活腺苷酸环化酶(AC),催化
ATP转化成cAMP、 cAMP经磷酸二酯酶降解成5`-AMP、胰岛素能激活 该酶、茶碱则抑制酯酶。 cAMP是分布广泛而重要的第二信使、细胞内的平均
浓度为10-6mol/L、其浓度受腺苷酸环化酶和磷酸二
酯酶调节。
基与βγ二聚体解离、形成αs-GTP。
βγ二聚体在信号传导和信息通路的交联对话中也起着 重要作用、能够独立激活G蛋白活化所产生的效应器。 βγ二聚体参与PH结构域(如AC、PLC、Ras、MAPK 等)的调节、改变相应酶活性。 GTP水解构成G蛋白循环。
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GTP-binding regulatory protein
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反应链:
激素→G-蛋白偶
联受体→G-蛋白
→腺苷酸环化酶
→cAMP
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腺苷酸环化酶(AC)的生成
H
腺苷酸环化酶
R R
β β
α
γ
A A C C
GDP cAMP
γ
GTP
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一、G蛋白在cAMP-PKA通路中的作用
cAMP信号途径又称PKA系统,是蛋白激酶A系统 的简称(protein kinase A system, PKA); 概念:细胞外信号和G蛋白偶联的受体结合,导 致胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应 的信号通路。
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