2010 第15章细胞信号转导
细胞信号转导PPT课件
目录
（一）环核苷酸 1. cAMP 的合成与分解
腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,AC)
ATP AMP
cAMP
磷酸二酯酶 (phosphodiesterase, PDE)
目录
cAMP的作用，举例：调节PKA的活性
有些细胞间信息物质能对同种细胞或分 泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信号 (autocrine signal)
例如 生长因子 肿瘤的形成
目录
目录
受体 Receptor
膜受体
胞内受体
Ligand 配体
目录
目录
受体：是细胞膜上或细胞内能特异识 别生物活性分子并与之结合的成分，其 化学本质是蛋白质，个别是糖脂
蛋白激酶A （PKA）
（cAMP-dependent protein kinase）
R： 调节亚基 C： 催化亚基
RC RC
PKA的激活Rຫໍສະໝຸດ CR C目录
PKA（丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶）
ATP
ADP
Thr Ser
-OH
蛋白激酶
Thr Ser -O-PO32-
酶蛋白
磷酸化的 酶蛋白
目录
PKA的作用
⑴ 对代谢的调节作用
一氧化氮（NO）
+ O2
一氧化氮合酶 （NOS）
NADP+
NADPH+H+
+ NO
精氨酸
瓜氨酸
一氧化氮
NO, 可活化可溶性GC，并抑制 磷酸二酯酶活性，从而使细胞内 cGMP浓度升高。再通过cGMP依 赖的蛋白激酶G（PKG）发挥生理 功能
细胞生物学-细胞信号转导
通常低于1ppb (1 ppb ~= 3 nM) ❖ 疏水性信号分子可以扩 散通过脂双分子层 ❖ 脂溶性激素可在血液中 存在几小时，在脂肪中 存在几天
脂溶性激素可以扩散通过细胞膜和细胞核膜
脂溶性激素的生理作用
❖ 生殖------雌激素, 睾丸素 ❖ 代谢率-----甲状腺激素, 生长激素 ❖ 紧张性-----糖皮质激素, 促肾上腺皮质激素，
❖ 神经递质的突触通讯 突触离细胞体的远距离 动作电位引起神经递质的快 速释放 神经递质与特异性受体结合
突触
靶细胞 神经递质
❖ 内分泌 信号分子释放入血液并在远 距离发挥作用 信号分子是激素 信号分子与特异性受体结合
激素
靶细胞
相同的细胞外信号分子引起 不同的生物效应
心肌细胞舒张
乙酰胆碱
唾液分泌
骨骼肌细胞收缩
• Gs α亚基激活AC • Gi α亚基抑制AC
腺苷酸 环化酶
激活
抑
制
G蛋白的α、β 和γ亚基
•哺乳动物有16种α , 6种β and 12种γ亚 基，组成1000多种异三聚体G蛋白
•细菌毒素对G蛋白的修饰作用，会引起多 种疾病 •霍乱毒素催化Gs的α亚基发生ADP-核糖 基化，致使α亚基丧失GTP水解酶的活性， GTP永久结合在Gs的α亚基上， α亚基处 于持续活化状态，则腺苷酸环化酶永久活 化。导致小肠上皮细胞中cAMP增加100倍 以上，则Na+和水持续外流，产生严重腹 泻而脱水。
❖ 可直接通过细胞膜的刺激有包括： 光、气体和甾类激素
Signals can act over short distances
❖ 细胞间接触性通讯 信号和受体结合在相应 的细胞表面
第15章细胞信号转导2010-2011-2
DAG和钙离子的靶分子是蛋白激酶C
蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），属于 丝/苏氨酸蛋白激酶，广泛参与细胞的各项生理 活动。
PKC作用的底物包括质膜受体、膜蛋白、多种酶 和转录因子等，参与多种生理功能的调节。
目前发现的PKC同工酶有12种以上，不同的同工 酶有不同的酶学特性、特异的组织分布和亚细胞 定位，对辅助激活剂的依赖性亦不同。
dependent protein kinase，cAPK），即蛋白激 酶A（protein kinase A，PKA）。 PKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或 苏氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态。
目录
cAMP激活 PKA影响糖代谢示意图
蛋白激酶G是cGMP的靶分子 cGMP作用于cGMP依赖性蛋白激酶（cGMPdependent protein kinase，cGPK），即蛋白激 酶G（protein kinase G，PKG）。
接收的是水溶性化学信号分子和其它细胞表面的信号分 子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分子、粘附分子等。
受体在膜表面的分布可以是区域性的，也可以是散在的。
细胞内受体
接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入细胞的脂 溶性化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
目录
三、信号分子结构、含量和分布变化是 信号转导网络工作的基础
目录
多细胞生物细胞间的联系
细胞与细胞的直接联系：物质直接交换，或者 是通过细胞表面分子相互作用实现信息交流。
化学物质调节：适应远距离细胞之间的功能协 调的信号系统。
目录
（二）可溶性分子信号作用距离不等
多细胞生物通过细胞分泌的可溶性化学物质 与邻近细胞或远距离的细胞之间进行信息交 流，调节其功能。这种通讯方式称为化学通 讯。
第15章细胞信号转导
Thr
Ser -O-PO32-
Ser -OH
Tyr 酶蛋白 Pi 磷蛋白磷酸酶 H2O
Tyr 磷酸化的 酶蛋白
2. 蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶 ①蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶： 包括PKA、PKG、PKC、PKA、 Ca 2+/CaM-依赖性激酶、MAPK ②蛋白酪氨酸激酶: 包括受体型PTK和非受体型PTK
二是转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信号， 并传递至其他分子引起细胞应答。
受体与信号分子结合的特性：
高度的专一性、高度的亲和力、可饱和性、特定的作用模式
目录
受体位置：
细胞表面受体
接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号分子和其它细 胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分 子、粘附分子等。
式；当结合GDP时为非活化状态，使信
号途径关闭。
GTP酶的活性：G蛋白的活化形式有GTP酶的
活性（霍乱毒素可使G蛋白失去GTP酶的活性）。
目录
G蛋白主要有两大类： • 异源三聚体G蛋白：与7次跨膜受体结合，以α、 β、γ亚基三聚体的形式存在于 细胞质膜内侧，简称G蛋白。 • 低分子量G蛋白：Ras蛋白，又叫小G蛋白，也称 P21蛋白。
目录
2、白细胞介素受体通过JAK-STAT途径转导信号（记住名字即可）
目录
细胞信息转导（纲要）
一、细胞信号转导概述 第二信使的概念及种类 二、细胞内信号转导分子 1、cAMP生成及降解所需要的酶及其作用。 2、G蛋白：鸟苷酸（GTP或GDP）结合蛋白，α、β、γ三亚基组成，可与 AC等酶偶联，霍乱弧菌使其持续活化。 三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 1、通过胞内受体发挥作用的激素有哪些？ 2、G蛋白偶联受体信号的主要途径是哪些？（cAMP-PKA信号途径等） 3、Grb2通过募集SOS（一种鸟苷酸交换因子）激活Ras，Ras结合GTP时有 活性，它还有GTP酶的活性。 4、酶偶联受体途径（Ras-MAPK途径及JAK-STAT途径）与细胞的生长、 增殖有关。
第15章 细胞信号转导习题
第15章细胞信号转导习题第15章细胞信号转导习题第十五章细胞信号转导备考测试（一）名词解释1.受体2.激素3.信号分子4.g蛋白5.细胞因子6.自分泌信号传递（二）选择题a型题：1.关于激素描述错误的是：a.由内分泌腺/细胞制备并排泄b.经血液循环中转c.与适当的受体共价融合d.促进作用的高低与其浓度有关e.可以在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2.下列哪种激素属于多肽及蛋白质类：a.糖皮质激素b.胰岛素c.肾上腺素d.前列腺素e.甲状腺激素3.生长因子的特点不包括：a.就是一类信号分子b.由特定分化的内分泌腺所排泄c.促进作用于特定的靶细胞d.主要以旁排泄和自排泄方式发挥作用e.其化学本质为蛋白质或多肽4.根据经典的定义，细胞因子与激素的主要区别是：a.就是一类信号分子b.促进作用于特定的靶细胞c.由普通细胞制备并排泄d.可以调节靶细胞的生长、分化e.以内分泌、旁排泄和自排泄方式发挥作用5.神经递质、激素、生长因子和细胞因子可通过下列哪一条共同途径传递信号：17.蛋白激酶8.钙调蛋白9.g蛋白偶联型受体10.向上调节11.细胞信号转导途径12.第二信使a.构成动作电位b.并使离子通道对外开放c.与受体融合d.通过胞饮步入细胞e.民主自由出入细胞6.受体的化学本质是：a.多糖b.长链不饱和脂肪酸c.生物碱d.蛋白质e.类固醇7.受体的特异性取决于：a.活性中心的构象b.配体融合域的构象c.细胞膜的流动性d.信号转导功能域的构象e.g蛋白的构象8.关于受体的作用特点，下列哪项是错误的：a.特异性较低b.就是对称的c.其离解常数越大，产生的生物效应越大d.就是可饱和的e.融合后受体可以出现变构9.下列哪项与受体的性质不符：a.各类激素存有其特异性的受体b.各类生长因子存有其特异性的受体c.神经递质存有其特异性的受体d.受体的本质就是蛋白质e.受体只存有于细胞膜上10.下列哪种受体是催化型受体：a.胰岛素受体b.甲状腺激素受体c.糖皮质激素受体d.肾上腺素能够受体e.活性维生素d3受体11.酪氨酸蛋白激酶的作用是：a.并使蛋白质融合上酪氨酸b.并使所含酪氨酸的蛋白质转化成c.并使蛋白质中的酪氨酸转化成d.并使效应蛋白中的酪氨酸残基磷酸化e.并使蛋白质中的酪氨酸水解12.下列哪种激素的受体属于胞内转录因子型：a.肾上腺素b.甲状腺激素c.胰岛素d.促发展甲状腺素e.胰高血糖素213.下列哪种物质不属于第一信使：a.1,25-(oh)2d3b.肾上腺素c.dagd.糖皮质激素e.生长激素14.下列哪种物质不属于第二信使：a.campb.ca2+c.cgmpd.ip3e.胰岛素15.经camp信号转导途径传递信号的激素受体：a.受体本身具备催化剂camp分解成的功能b.与激素融合后，放出催化亚基c.与催化剂camp分解成的酶就是各自单一制的d.特异性不低，可以融合多种激素e.受体与激素融合后，camp分解成一定减少16.g蛋白的α亚基与gtp结合后，一般不会发生：a.可以调节离子通道b.与βγ亚基离解c.可以转化成腺苷酸环化酶d.可抑制磷脂酶ce.可以调节受体与配体的亲和力17.关于g蛋白的叙述下列哪项是错误的：a.就是一类存有于细胞膜受体与效应蛋白之间的信号转导蛋白b.由α、β、γ三种亚基构成的异三聚体c.α亚基具有gtpase活性d.βγ亚基结合紧密e.α亚基-gdp对效应蛋白有调节作用18.小分子g蛋白就是指：a.g蛋白的α亚基b.crebc.蛋白激酶gd.rase.raf激酶19.腺苷酸环化酶主要存有于靶细胞的：a.细胞核b.细胞膜c.胞液d.线粒体基质e.微粒体20.camp发挥作用须要通过：a.葡萄糖激酶b.脂酸硫激酶c.蛋白激酶d.磷酸化酶e.氧化磷酸化321.camp对蛋白激酶a的作用方式是：a.与酶的活性中心融合b.与酶的催化亚基融合而进一步增强其活性c.并使pka磷酸化而转化成d.并使pka退磷酸化而转化成e.与酶的调节亚基融合后，催化亚基离解而转化成22.多肽激素诱导camp生成的过程是：a.直接激活腺苷酸环化酶b.直接抑制磷酸二酯酶c.激素-受体复合体活化腺苷酸环化酶d.激素-受体复合体使g蛋白结合gtp而活化，后者再激活ace.激素激活受体，受体再激活腺苷酸环化酶23.心房肽的第二信使就是：a.campb.cgmpc.ip2+3d.cae.dag24.no通过哪条信号转导途径发挥作用：a.camp信号转导途径b.cgmp信号转导途径c.dagmip3信号转导途径d.pi3k信号转导途径e.tpk信号转导途径25.催化剂pip2水解分解成ip3的酶就是：a.磷脂酶a1b.磷脂酶cc.蛋白激酶ad.蛋白激酶ce.26.ip3的轻易促进作用就是：a.促进内质网中ca2+的释放b.激活pkcc.推动ca2+与钙调蛋白融合d.并使细胞膜ca2+地下通道对外开放e.推动甘油二酯分解成27.ip3的生理功能是：a.就是细胞内储能物质b.就是肌醇的活化形式磷脂酶a24c.是激素作用于膜受体后的第二信使d.能直接激活pkae.是细胞膜的结构成分28.ip3受体坐落于：a.质膜b.细胞核膜c.内质网膜d.溶酶体膜e.核糖体29.关于第二信使dag的描述恰当的就是：a.由甘油三酯水解时生成b.由于分子小，可进入胞液c.只能由pip2+2水解而分解成d.可以提升pkc对ca的敏感性e.只与细胞早期反应的信号转导过程有关30.关于pkc的叙述下列哪项是错误的：a.可以催化剂效应蛋白的酪氨酸残基磷酸化b.与肿瘤发生密切相关c.就是一种ca2+/磷脂依赖型蛋白激酶d.dag可以调节其活性e.可以催化剂多种效应蛋白磷酸化31.下列物质中能直接参与激活pkc的是：a.campb.cgmpc.ca2+d.磷脂酰胆碱e.磷脂酰肌醇32.下列物质中与pkc激活无直接关系的是：a.dagb.campc.磷脂酰丝氨酸d.ca2+e.ip333.pka与pkc的共同之处是：a.均由4个亚基组成b.调节亚基富含半胱氨酸c.调节亚基有camp的结合位点d.均能够催化剂效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化e.均存有10多种同工酶34.pi3k的底物和产物不包括：5。
细胞信号转导
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
2 受体（receptor）
概念：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信
号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，一般至少 包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效 应的区域 。
类型：细胞内受体：识别和结合小的脂溶性信号分子
细胞表面受体：识别和结合亲水性的信号分子
细 胞
第 信九 号
章 转 导
第一节 细胞信号转导概述
一、细胞通讯与细胞识别
●细胞通讯（cell communication） ●细胞识别（cell recognition）
细胞通讯：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反应的过程。
细胞通讯的三种方式及其反应
1、信号 分子；2、 细胞表面 分子粘着 或连接； 3、细胞 外基质
cAMP
cAMP作用的靶分子
cAMP激活蛋白激酶A
G蛋白偶联受体介导的产生cAMP的
信号转导系统
腺
信 号 分 子
受 体
苷 G蛋白 酸
环 化
酶
Pro
A
生
激
理
酶
Pro-p 功 能
调
节
Pro Pro-p
调节蛋白的磷酸化 ➢ e.g 糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶
转录因子磷酸化 ➢ e.g CREB（CRE结合蛋白）磷酸化
Ras途径 1. 具有SH结构域的蛋白质 A. SH: SRC homology
癌基因 Src 中发现的一段序列
B. 二种结构域
SH2--- 识别磷酸化的Tyr残基 e.g. GAP
(和激活受体结合)
GRB2
SH3---- 与其它蛋白质结合
细胞信号转导文稿演示
HER2（人类表皮生长因 子受体2）在某些乳腺癌组 织过表达。
阻断HER2受体可阻碍其 自身磷酸化与二聚体形成 及下游信号通路，从而抑 制细胞增殖。
HER2拮抗剂-赫赛汀适 用于HER2过度表达的转移 性乳腺癌。
FDA批准的小分子受体酪氨酸激酶抑制剂
2. 七次穿膜受体 --G蛋白偶联受体
结构：胞外区、胞膜区(7个a螺旋、细胞内环)、胞内区
发现G蛋白
Alfred G. Gilman
Martin Rodbell
1994年 诺贝尔生理学与医学奖
G蛋白是由三个不同亚基组成的GTP结合蛋白
G蛋白偶联系统介导的肾上腺素信号转导(应激反应)
3. 单次跨膜受体 作用过程
第一节 胞外信号
胞外信号(配体)
通常将细胞所接受的信号称为配体（ligand）。 物理信号：光、热、声音、机械应力、电流等 化学信号：最广泛，统称为第一信使（first
messenger），根据化学结构分为： 短肽、蛋白质、乙酰胆碱、气体分子（NO、CO）以 及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等。
细胞信号转导文稿演示
Ø 信号转导（signal transduction）：细胞之间联系的 信号通过与细胞膜上或胞内的受体特异性结合，将 信号转换后传给相应的胞内系统，使细胞对外界信 号做出适当反应的过程。
Ø 信号网络（signaling network）：细胞内存在多种信 号转导方式及途径，彼此间可交叉调控，构成的复 杂网络。
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。
细胞信号转导116和
1.酪氨酸蛋白激酶(tyrosine protein kinase, TPK)受体型（催化型受体）
细胞内信息物质的作用： 细胞内信息物质 酶促级联反应
改变酶活性、 调节膜离子通道的开或闭、 转录因子活性
调节细胞代谢和控制细胞 生长、繁殖和分化
细胞内所有信息物质在完成信 息传递后，必须立即灭活。
细胞内信息物质的灭活方式：
• 酶促降解 • 代谢转化 • 细胞摄取
细胞外信息物质影响细胞功能的可能途径
产生NO。 *血红素单加氧酶氧化血红素产生的CO。
GAS MOLECULE
在诺贝尔时代（十九世纪末），人们就发现硝化甘油可以用来治疗胸痛。 诺贝尔年老患了心脏病，他的医生给他开了硝化甘油，虽然知道可以减缓胸痛，但
是诺贝尔拒绝服用。 然而直到100年以后，人们才发现原理是因为硝化甘油在体内代谢后可产生NO。
（一）环状受体 配体依赖性离子通道 离子通道型受体
配体主要为神经递质,
乙酰胆碱受体
1. 参与电兴奋性细胞间的突触信号快速传递 2. 受体本身构成离子通道
环状受体 —— 配体依赖性离子通道
Ion-channel-linked receptor
神经递质与这类受体结合后，可使离子通道打开或关闭，从而改变膜的通透 性。
特定的细胞释放信息物质
信息物质经扩散或血循环到达靶细胞
与靶细胞的受体 特异性结合
受体对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:
蛋白质活性、细胞膜通透性、基因表达状况、 细胞形态、功能等各方面的变化
第一节
信息物质
Signal Molecules
一、细胞间信息物质
（extracellular signal molecules）
生物化学 第15章细胞信号转导
目录
※ G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的蛋白质，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型 On—off malecular switch
目录
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
前列腺素，腺甘为抑制性
目录
1971 年
激素作用的第二信使机制
1982 前列腺素及相关的生物活
诺贝尔奖获得者 Frederick Grant Banting John James Richard Macleod Henry Hallett Dale Otto Loewi Edward Calvin Kendall Philip Showalter Hench Tadeus Reichstein Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod
Earl Wilber Sutherland
Sune K. Bergström 目 录
年 度 1992 年 1994 年
1998 年
2000 年
2001 年
重要发现
诺贝尔奖获得者
蛋白质可逆磷酸化调节机制
Edmond H. Fischer Edwin G. Krebs
G蛋白及其在信号转导中的 Alfred Gilman，Martin
2、 内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)
特点 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； 通过血液循环到达靶细胞 ； 大多数作用距离较长。
例如 胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
目录
3、局部化学介质 （生长因子、细胞因子）
又称旁分泌或自分泌信号(paracrine signal，autocrine signal 特点
细胞生物学课件：9-细胞信号转导
内在活性-- 配体与受体结合后是否表现功 能反应。
受体激动剂/受体阻断剂
胞内信号传递关键分子（分子开关）
蛋白激酶protein kinase能将磷酸基团转移到底 物特定的氨基酸残基（ser/thr/tyr）上，使蛋白 质磷酸化，从而改变蛋白构象、促进或阻碍与底 物的结合。
G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor)
识别胞外信号，自身构象改变，与G蛋白作用， 由G蛋白调节底物蛋白活性，在细胞内传递信号 。
与受体偶联的G蛋白
由α、β、γ亚基构成异三聚体，可结合GTP（ 活化）/GDP（失活），具有GTP酶活性，本身 的构象改变可活化效应蛋白，进行下一步信号传 递。
胞质受体/核受体
配体多为甾体类激素/甲状腺素类激素/维生素D等。 以简单扩散的方式或借助于载体蛋白跨越靶细胞 膜，结合胞质或胞核内受体的羧基端并激活受体。
胞质受体/核受体
受体的DNA 结合区与位于靶基因的启动子或增 强子区域的特定的应答元件相结合，来行使转录 调节功能。
甾体激素受体
膜受体
DAG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C （Protein Kinase C，PKC）。PKC以非活性形式分布 于细胞质中。当DAG的产生增多时，PKC转位到质膜内 表面，被DAG活化，同时此时它与Ca2+的亲和力增加， 在Ca2+ 、DAG的共同作用下具有了对底物进行磷酸化的 功能。
I使P3胞与内内C质a2网+浓上度的升IP高3受，体激门活控各钙类通依道赖结钙合离，子开的启蛋钙白通。道，
胞内信号传递关键分子（分子开关）
衔接蛋白(adaptor protein)一般不具有酶活性， 而是起到一个结构枢纽的作用。
第十五章细胞信号转导左ppt课件
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。
第15章--细胞信号转导习题
第十五章细胞信号转导复习测试（一）名词解释1. 受体2. 激素3. 信号分子4. G蛋白5. 细胞因子6. 自分泌信号传递7. 蛋白激酶8. 钙调蛋白9. G蛋白偶联型受体10. 向上调节11. 细胞信号转导途径12. 第二信使（二）选择题A型题：1. 关于激素描述错误的是：A. 由内分泌腺/细胞合成并分泌B. 经血液循环转运C. 与相应的受体共价结合D. 作用的强弱与其浓度相关E. 可在靶细胞膜表面或细胞内发挥作用2. 下列哪种激素属于多肽及蛋白质类：A. 糖皮质激素B. 胰岛素C. 肾上腺素D. 前列腺素E. 甲状腺激素3. 生长因子的特点不包括：A. 是一类信号分子B. 由特殊分化的内分泌腺所分泌C. 作用于特定的靶细胞D. 主要以旁分泌和自分泌方式发挥作用E. 其化学本质为蛋白质或多肽4. 根据经典的定义，细胞因子与激素的主要区别是：A. 是一类信号分子B. 作用于特定的靶细胞C. 由普通细胞合成并分泌D. 可调节靶细胞的生长、分化E. 以内分泌、旁分泌和自分泌方式发挥作用5. 神经递质、激素、生长因子和细胞因子可通过下列哪一条共同途径传递信号：A. 形成动作电位B. 使离子通道开放C. 与受体结合D. 通过胞饮进入细胞E. 自由进出细胞6. 受体的化学本质是：A. 多糖B. 长链不饱和脂肪酸C. 生物碱D. 蛋白质E. 类固醇7. 受体的特异性取决于：A. 活性中心的构象B. 配体结合域的构象C. 细胞膜的流动性D. 信号转导功能域的构象E. G蛋白的构象8. 关于受体的作用特点，下列哪项是错误的：A. 特异性较高B. 是可逆的C. 其解离常数越大，产生的生物效应越大D. 是可饱和的E. 结合后受体可发生变构9. 下列哪项与受体的性质不符：A. 各类激素有其特异性的受体B. 各类生长因子有其特异性的受体C. 神经递质有其特异性的受体D. 受体的本质是蛋白质E. 受体只存在于细胞膜上10. 下列哪种受体是催化型受体：A. 胰岛素受体B. 甲状腺激素受体C. 糖皮质激素受体受体D. 肾上腺素能受体E. 活性维生素D311. 酪氨酸蛋白激酶的作用是：A. 使蛋白质结合上酪氨酸B. 使含有酪氨酸的蛋白质激活C. 使蛋白质中的酪氨酸激活D. 使效应蛋白中的酪氨酸残基磷酸化E. 使蛋白质中的酪氨酸分解12. 下列哪种激素的受体属于胞内转录因子型：A. 肾上腺素B. 甲状腺激素C. 胰岛素D. 促甲状腺素E. 胰高血糖素13. 下列哪种物质不属于第一信使：A. 1,25-(OH)2 D3B. 肾上腺素C. DAGD. 糖皮质激素E. 生长激素14. 下列哪种物质不属于第二信使：A. cAMPB. Ca2+C. cGMPD. IP3E. 胰岛素15. 经cAMP信号转导途径传递信号的激素受体：A. 受体本身具有催化cAMP生成的功能B. 与激素结合后，释出催化亚基C. 与催化cAMP生成的酶是各自独立的D. 特异性不高，可结合多种激素E. 受体与激素结合后，cAMP生成一定增加16. G蛋白的α亚基与GTP结合后，一般不会发生：A. 可调节离子通道B. 与βγ亚基解离C. 可激活腺苷酸环化酶D. 可抑制磷脂酶CE. 可调节受体与配体的亲和力17. 关于G蛋白的叙述下列哪项是错误的：A. 是一类存在于细胞膜受体与效应蛋白之间的信号转导蛋白B. 由α、β、γ三种亚基构成的异三聚体C. α亚基具有GTPase活性D. βγ亚基结合紧密E. α亚基-GDP对效应蛋白有调节作用18. 小分子G蛋白是指：A. G蛋白的α亚基B. CREBC. 蛋白激酶GD. RasE. Raf激酶19. 腺苷酸环化酶主要存在于靶细胞的：A. 细胞核B. 细胞膜C. 胞液D. 线粒体基质E. 微粒体20. cAMP发挥作用需要通过：A. 葡萄糖激酶B. 脂酸硫激酶C. 蛋白激酶D. 磷酸化酶E. 氧化磷酸化21. cAMP对蛋白激酶A的作用方式是：A. 与酶的活性中心结合B. 与酶的催化亚基结合而增强其活性C. 使PKA磷酸化而激活D. 使PKA脱磷酸化而激活E. 与酶的调节亚基结合后，催化亚基解离而激活22. 多肽激素诱导cAMP生成的过程是：A. 直接激活腺苷酸环化酶B. 直接抑制磷酸二酯酶C. 激素-受体复合体活化腺苷酸环化酶D. 激素-受体复合体使G蛋白结合GTP而活化，后者再激活ACE. 激素激活受体，受体再激活腺苷酸环化酶23. 心房肽的第二信使是：A. cAMPB. cGMPC. IP3D. Ca2+E. DAG24. NO通过哪条信号转导途径发挥作用：A. cAMP信号转导途径B. cGMP信号转导途径C. DAG∕IP3信号转导途径 D. PI3K信号转导途径E. TPK信号转导途径25. 催化PIP2水解生成IP3的酶是：A. 磷脂酶A1 B. 磷脂酶C C. 蛋白激酶A D. 蛋白激酶C E. 磷脂酶A226. IP3的直接作用是：A. 促进内质网中Ca2+的释放B. 激活PKCC. 促进Ca2+与钙调蛋白结合D. 使细胞膜Ca2+通道开放E. 促进甘油二酯生成27. IP3的生理功能是：A. 是细胞内供能物质B. 是肌醇的活化形式C. 是激素作用于膜受体后的第二信使D. 能直接激活PKAE. 是细胞膜的结构成分受体位于：28. IP3A. 质膜B. 细胞核膜C. 内质网膜D. 溶酶体膜E. 核糖体29. 关于第二信使DAG的叙述正确的是：A. 由甘油三酯水解时生成B. 由于分子小，可进入胞液C. 只能由PIP水解而生成 D. 可提高PKC对Ca2+的敏感性2E. 只与细胞早期反应的信号转导过程有关30. 关于PKC的叙述下列哪项是错误的：A. 可催化效应蛋白的酪氨酸残基磷酸化B. 与肿瘤发生密切相关C. 是一种Ca2+/磷脂依赖型蛋白激酶D. DAG可调节其活性E. 可催化多种效应蛋白磷酸化31. 下列物质中能直接参与激活PKC的是：A. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. 磷脂酰胆碱E. 磷脂酰肌醇32. 下列物质中与PKC激活无直接关系的是：A. DAGB. cAMPC. 磷脂酰丝氨酸D. Ca2+E. IP333. PKA与PKC的共同之处是：A. 均由4个亚基组成B. 调节亚基富含半胱氨酸C. 调节亚基有cAMP的结合位点D. 均能催化效应蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化E. 均有10多种同工酶34. PI3K的底物和产物不包括：A. IP3 B. PI-4-P C. PI-3,4-P2D. PI-4,5-P2E. PI-3,4,5-P335. 激活PDK的第二信使是：A. IP3 B. DAG C. Ca2+ D. NO E. PI-3,4,5-P336. 能催化PKB磷酸化修饰的激酶是：A. PKAB. PKCC. RafD. PDKE. PI3K37. 胞浆[Ca2+]升高的机制不包括：A. 电压门控钙通道开放B. 离子通道型受体开放C. 内质网膜上的IP3R开放 D. 内质网膜或肌浆网膜上的RyR开放E. Ca2+与CaM迅速解离38. 关于CaM的叙述错误的是：A. 广泛分布于真核细胞中B. 分子中有4个Ca2+的结合位点C. 与Ca2+结合后被激活D. 具有蛋白激酶活性E. 可激活CaM-PK39. 胰岛素受体β亚基具有下列蛋白激酶活性：A. PKAB. PKGC. PKCD. TPKE. CaMPK40. 与ERK信号转导途径无关的是：A. ShcB. SOSC. MEKD. STATE. Raf41. 类固醇激素和甲状腺激素能自由出入细胞而参与信号转导的主要原因是：A. 细胞膜上有其载体蛋白B. 不溶于水C. 在非极性溶剂中不溶解D. 有特殊的立体结构E. 所列都不对42. 不通过细胞膜受体发挥作用的是：A. 胰岛素B. 肾上腺素C. 1,25-(OH)2 D3D. 胰高血糖素E. 表皮生长因子43. 关于类固醇激素的作用方式的叙述正确的是：A. 活化受体进入核内需动力蛋白协助B. 受体与激素结合后可激活G蛋白C. 活化受体具有TPK活性D. 分子大，不能通过细胞膜E. 激素可进入核内，直接促进DNA转录44. 在激素通过胞内受体调节代谢的过程中相当于第二信使的是：A. 亲免素B. 受体-伴侣蛋白复合物C. 活化激素-受体复合物D. 动力蛋白E. 转录复合物45. 胞内受体介导的信号转导途径，其调节细胞代谢的方式主要是：A. 变构调节B. 特异基因的表达调节C. 蛋白质降解的调节D. 共价修饰调节E. 核糖体翻译速度的调节B型题：A. 与相应配体结合后，可通过Gs转导信号B. 与相应配体结合后，其细胞内区的TPK活性被激活C. 可感受电场的变化而控制通道的开关D. 经相应化学信号激活可开放离子通道E. 与相应配体结合后，可发挥转录因子的作用1. EGF受体：2. 配体门控离子通道：3. 糖皮质激素受体：E. GSHA. cAMPB. cGMPC. Ca2+D. PIP24. 激活PKA需：5. 激活PKC需：6. 激活PKG需：A. 使α亚基与效应蛋白解离B. 具有PKA活性C. 具有PKC活性D. 具有TPK活性E. 可激活腺苷酸环化酶7. G蛋白游离的α亚基-GTP：8. G蛋白结合GDP后：A. cAMPB. 胰岛素受体C. 肾上腺素D. IP3E. cGMP9. 具有TPK活性的是：10. 属于第一信使的是：A. 表皮生长因子B. cGMPC. IP3D. NOE. DAG11. 激活Ca2+信号转导途径的是：12. 激活ERK信号转导途径的是：A. IP3 B. Ca2+ C. DAG D. PI-3,4-P2E. cAMP13. 使内质网释放Ca2+的是：14. 激活CaM的是：15. PI3K的作用产物是：A. IRSB. MEKC. PKAD. Ras-GTPE. PDK16. 直接激活Raf的是：17. 直接激活PKB的是：A. 1,25-(OH)2 D3受体 B. 糖皮质激素受体 C. 胰岛素受体D. 雌激素受体E. 肾上腺素能受体18. 主要存在于胞浆中：19. 主要存在于胞核中：20. 在胞浆和胞核中均有分布：(三)问答题1. 试从细胞信号转导的角度阐述霍乱的发病机制。
细胞信号转导
二、膜上信号的转换
(一)受体与信号的感受 受体(receptor) 是指在效应器官细胞质膜上能与信号 物质特异性结合，并引发产生胞内次级 信号的特殊成分。受体可以是蛋白质， 也可以是一个酶系。受体和信号物质的 结合是细胞感应胞外信号，并将此信号 转变为胞内信号的第一步。
(二)G蛋白(G protein)
外界信号 刺激(红 光、低温 、重力、 触摸、植 物激素等 等)
胞 内 Ca2+ 浓度上升 ，达到阈 值时 (10-6mol/L)
Ca2+ 与 CaM 结 合，活 化CaM
活 化 的 CaM 与 酶 结合，酶 活化，引 起生理生 化反应。
图 6-26 植物细胞中Ca2+的运输系统 质膜与细胞器膜上的Ca2+泵和Ca2+通道，控制细胞内Ca2+的分布和浓度；胞内外 信号可调节这些Ca2+的运输系统，引起Ca2+浓度变化。在液泡内，Ca2+往往和植 酸等有机酸结合。核膜的Ca2+-ATPase在动物中发现，在植物中还不能确认。
三、胞内信号的转导
如果将胞外各种刺激信号作为细胞信号传导过 程中的初级信号或第一信使，那么则可以把由胞外 刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞 内因子称细胞信号传导过程中的次级信号或第二信 使(second messenger)。
1.钙信号系统 2.肌醇磷脂信号系统 3.环核苷酸信号系统
1. 钙信号系统
2.肌醇磷脂信号系统
• 肌醇磷脂(inositol phospholipid)是一类由磷 脂酸与肌醇结合的脂质化合物，分子中含有 甘油、脂酸磷酸和肌醇等基因，其总量约占 膜脂总量的1/1O左右。其肌醇分子六碳环上 的羟基被不同数目的磷酸酯化 (图6-28)，其 总量约占膜磷脂总量的1/10左右，其主要以 三种形式存在于植物质膜中：即磷脂酰肌醇 (phosphatidylinositol,PI)、磷脂酰肌醇-4-磷 酸(PIP)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)。
第十五章 细胞信号转导-修改版
Gs
是激素调节 物质代谢的 主要途径
• 胰高血糖素与受体（G蛋白偶联受体）结合，受体构象改变 胰高血糖素与受体（ 蛋白偶联受体）结合， • 引起与之偶联的Gs蛋白构象改变 引起与之偶联的Gs蛋白构象改变 Gs • Gs蛋白构象改变致α亚基与GDP结合力下降，从而释放GDP,结合GTP,并 Gs蛋白构象改变致α亚基与GDP结合力下降，从而释放GDP,结合GTP,并 蛋白构象改变致 GDP结合力下降 GDP,结合GTP, βγ亚基分离 亚基分离， 与βγ亚基分离，成为活化状态 • 活化的Gs蛋白激活下游AC 活化的Gs蛋白激活下游AC Gs蛋白激活下游 • 活化的AC催化cAMP生成 活化的AC催化cAMP生成 AC催化cAMP • cAMP与PKA调节亚基结合，导致PKA催化亚基与调节亚基的解离，从而 cAMP与PKA调节亚基结合，导致PKA催化亚基与调节亚基的解离， 调节亚基结合 PKA催化亚基与调节亚基的解离 激活PKA 激活PKA • PKA一方面磷酸化激活磷酸化酶b激酶，后者磷酸化激活磷酸化酶b，引 PKA一方面磷酸化激活磷酸化酶b激酶，后者磷酸化激活磷酸化酶b 一方面磷酸化激活磷酸化酶 起糖原分解；另一方面PKA磷酸化糖原合酶使之失活，抑制糖原合成， PKA磷酸化糖原合酶使之失活 起糖原分解；另一方面PKA磷酸化糖原合酶使之失活，抑制糖原合成， 最终引起血糖升高。 最终引起血糖升高。
第二信使种类
• 环核苷酸： 环腺苷酸（cAMP） 环核苷酸： 环腺苷酸（cAMP） 环鸟苷酸（cGMP） 环鸟苷酸（cGMP） • 脂类分子： 二酯酰甘油（DAG） 脂类分子： 二酯酰甘油（DAG） 肌醇三磷酸（ IP3） 肌醇三磷酸（ IP3） • 钙离子、等 钙离子、
第二信使在信号转导过程中主要变化是浓度变化 浓度变化， 第二信使在信号转导过程中主要变化是浓度变化，其变化 非常迅速，因此确保信号传递的精确性。 非常迅速，因此确保信号传递的精确性。 第二信使的生成与水解是由特定的酶催化 特定的酶催化的 第二信使的生成与水解是由特定的酶催化的，这些酶也是 信号传导过程中重要的信号转导分子。 信号传导过程中重要的信号转导分子。
- 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)。
➢ 细胞与细胞的直接联系:孔道，直接接触 ➢ 远距离细胞之间功能协调：化学信号
7
（二）细胞外信息分子的形式
--可溶性和膜结合型
细胞外信息分子（第一信使）
① 可溶性（分泌溶解于体液，扩散）－化学信号 细胞因子、激素等
② 膜结合型（细胞表面分子，通过接触传递） 糖蛋白、蛋白聚糖等
表皮生长因子受体型蛋白质 酪氨酸激酶作用机制
27
具有各种催化活性的受体
英文名
中文名
举例
receptors tyrosine kinase (RTKs)
tyrosine kinase-coupled receptors (TKCRs)
受体（receptor）是细胞膜上或细胞内能识别外源
化学信号并与之结合的成分，其化学本质是蛋白质， L
个别糖脂 。
受体的作用：
R
①识别外源信号分子，又称为配体（ligand）；
②转换配体信号，使之成为细胞内分子可识别的信
号，并传递至其他分子引起细胞应答。
13
受体与信号分子结合的特性：
高度专一性 高度亲和力 可饱和性 ≤10-8M 可逆性 特定的作用模式
18
2. G 蛋白偶联受体-鸟苷酸结合蛋白偶联受体
又称七跨膜螺旋受体/蛇型受体
➢七个跨膜的α-螺旋结构 ➢N端在胞外，糖基化 ➢胞内的第二和第三个环能与鸟苷酸结合蛋白偶联
19
20
※鸟苷酸结合蛋白 (G蛋白)
一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外 周蛋白，由 、、 三个亚基组成。
亚基有两种构象： i非活化型--不可活化AC-腺苷酸环化酶 s活化型-----可活化AC-腺苷酸环化酶
细胞外 第一信使 细胞内 第二信使 膜受体 胞内受体
信号转导网络基础
一、细胞外信号分子
生物体可感受任何物理、化学和生物学刺激信号，但最 终通过换能途径将各类信号转换为细胞可直接感受的化 学信号（chemical signal）。
（一）化学信号通讯存在从简单到复杂的进化过程
➢ 单细胞生物与外环境直接交换信息-物理化学变化。 ➢ 多细胞生物
第一信使刺激细胞，胞内产生的化学调控信号，又称为 第二信使-second messenger。
无机离子：如 Ca2+
脂类衍生物:二脂酰甘油DAG
化学性质
核苷酸：cAMP、cGMP
糖类衍生物: 信号蛋白分子 气体分子 ：NO、CO及H2S
12
三、受体
化学信号通过受体在细胞内转换和传递． （一）受体的作用及特性
H
RＲ
β
α GDP
γ
21
AA CC
腺苷酸环化酶
H
腺苷酸环化酶
RＲ
β γ
β
α GDP
γ
GTP
AA CC
cAMP
ATP
22ห้องสมุดไป่ตู้
胞外
激素 受体
胞内 第二信使 cAMP
效 应 酶
蛋白激酶
G
蛋
白
酶, 功能蛋白
生物学效应
23
哺乳动物细胞中的Ga亚基种类及效应
Gá种类 效应分子
as
AC活化↑
ai
AC活化↓
aq
PLC活化↑
8
① 可溶性分子信号作用距离不等
化
作用于分泌 细胞自身
学 信
自分泌 autocrine
号
作
用
方 旁分泌 paracrine 作用于毗邻
式
细胞
（
血液循环
距
离 ）
内分泌 endocrine
远距离作用
9
神经分泌
可溶性化学信号的分类
化学信号 作用距离 受体位置 例
神经分泌
神经递质
nm 膜受体 乙酰胆碱 谷氨酸
心绞痛是由于冠状动脉粥样硬化及痉挛
导致供血不足，造成心肌急剧性、暂时性缺 血与缺氧的临床综合征。
1
硝酸甘油
硝酸甘油扩张动静脉血管。①外周静脉扩 张，使血液潴留在外周，回心血量减少，左室 舒张末压（前负荷）降低。②扩张动脉使外周 阻力（后负荷）降低。③动静脉扩张使心肌耗 氧量减少，缓解心绞痛。④对心外膜冠状动脉 分支也有扩张作用，增加心肌供血。
受 体 饱 和 度 （ ％ ）
配体浓度
配体－受体结合曲线
14
（二）受体的分类
细胞膜受体 受体
细胞内受体
离子通道受体 G-蛋白偶联受体 单次跨膜受体
➢ 细胞内受体：接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入 细胞的脂溶性化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素等。
➢ 细胞膜受体：接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号分子 和其它细胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激 素分子、黏附因子等。
作用机理
信息分子
主要药理作用是松弛血管平滑肌。 第二信使
硝酸甘油 平滑肌细胞 NO 激活鸟苷酸环化酶(GC) 环鸟苷酸(cGMP) 肌球蛋白轻链去磷酸化 平滑肌松弛 血管扩张
2
第15章
细胞信号转导
Cellular Signal Transduction
第一节
细胞信号转导概述
信号分子 受体
15
16
（一）细胞膜受体
1. 离子通道型
--主要受神经递质调节
离子通道受体 G-蛋白偶联受体 单次跨膜受体
17
乙酰胆碱受体功能模式图
作用:导致了细胞膜电位改变， 即通过将化学信号转变成为电 信号而影响细胞功能的。
离子通道型受体
①阳离子通道 乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色
胺的受体
②阴离子通道 甘氨酸和γ-氨基丁酸的受体。
内分泌
自分泌及旁分泌
激素
细胞因子
m
m
膜或胞内受体 膜受体
胰岛素 生长激素
表皮生长因子 神经生长因子
10
②膜结合型信号分子－细胞表面分子
细胞膜表面的蛋白质、糖蛋 白、蛋白聚糖与相邻细胞的膜 表面分子特异性地识别和相互 作用。
黏附因子:T与B淋巴细胞之 间相互作用。
T淋巴细胞 靶细胞
11
二、细胞内信息分子
at
cGMP-PDE活性↑
第二信使
cAMP↑ cAMP↓ Ca2+、IP3、DAG↑ cGMP↓
靶分子
PKA活性↑ PKA活性↓ PKC活化↑ Na+通道关闭
24
3、单跨膜受体—多为酶偶联受体
➢ 这些受体大多为只有1个跨膜区段的糖蛋白，亦称为单跨膜受体。 ➢ 酶偶联受体
①自身具有酶活性 ②自身没有酶活性，但与酶分子结合存在的一类受体。 ③大部分是生长因子和细胞因子的受体，调节蛋白质的功能和 表达水平、细胞增殖和分化。
➢ 酶偶联受体特点 ①多具有蛋白质酪氨酸激酶--PTK活性 ②或与PTK偶联
➢ 蛋白质酪氨酸激酶—PTK：特异地将蛋白质底物上某些酪氨 酸残基磷酸化，从而调节该蛋白质功能的酶。
25
单跨膜受体—多为酶偶联受体
酪氨酸激酶结构域 EGF:表皮生长因子 IGF :胰岛素样生长因子 NGF:神经生长因子
26