《细胞信息转导》教学课件

细胞信息转导第十五章CellCommunicationandSignalTransductionThebiochemistryandmolecularbiologydepartmentofCMU细胞信息转导第十五章CellCommunicatio1单细胞生物——直接作出反响多细胞生物

——通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。外界环境变化时单细胞生物——直接作出反响多细胞生物——通过细胞间复杂2细胞信息传递方式①通过相邻细胞的直接接触②通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质。细胞信息传递方式①通过相邻细胞的直接接触②通过细胞分泌各3跨膜信号转导的一般步骤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展转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或4

第一节

信息物质SignalMolecules

第一节SignalMolecules5一、细胞间信息物质〔extracellularsignalmolecules〕是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使。一、细胞间信息物质〔extracellularsig6细胞间信息物质的化学本质*蛋白质和肽类〔如生长因子、细胞因子、胰岛素等〕*氨基酸及其衍生物〔如甘氨酸、甲状腺素、肾上腺素等〕*类固醇激素〔如糖皮质激素、性激素等〕*脂酸衍生物〔如前列腺素〕*气体〔如一氧化氮、一氧化碳〕等细胞间信息物质的化学本质7〔一〕神经递质又称突触分泌信号(synapticsignal)特点：由神经元细胞分泌；通过突触间隙到达下一个神经细胞；作用时间较短。例如：乙酰胆碱、去甲肾上腺素等根据分泌方式的分类〔一〕神经递质又称突触分泌信号(synapticsigna8〔二〕内分泌激素又称内分泌信号(endocrinesignal)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；大多数作用时间较长。例如：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等〔二〕内分泌激素又称内分泌信号(endocrinesig9〔三〕局部化学介质又称旁分泌信号(paracrinesignal

特点：由体内某些普通细胞分泌；不进入血循环，通过扩散作用到达附近的靶细胞；一般作用时间较短。例如：生长因子、前列腺素等。〔三〕局部化学介质又称旁分泌信号(paracrinesig10〔四〕气体信号例如：*NO合酶〔NOS〕通过氧化L-精氨酸的胍基而产生NO。*血红素单加氧酶氧化血红素产生的CO。〔四〕气体信号例如：11

GASMOLECULEGASMOLECULE12其他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(autocrinesignal)。有些细胞间信息物质可在不同的个体间传递信息，如昆虫的性激素。其他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13

二、细胞内信息物质(intracellularsignalmolecules)第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传递细胞调控信号的化学物质。二、细胞内信息物质(intracellularsigna14细胞内信息分子化学本质：无机离子：如Ca2+

脂类衍生物：如DAG、Cer糖类衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信号蛋白分子：如Ras、Raf细胞内信息分子化学本质：无机离子：如Ca2+脂类衍生物：15第三信使(thirdmessenger)负责细胞核内外信息传递的物质，又称为核信使。在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP等。第二信使(secondarymessenger)第三信使(thirdmessenger)16细胞间信息物质影响细胞功能的途径种类信息物质受体引起细胞内的变化神经递质乙酰胆碱、谷氨酸、–氨基丁酸质膜受体影响离子通道关闭生长因子胰岛素样生长因子-1、表皮生长因子、血小板衍生生长因子质膜受体引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化，改变细胞的代谢和基因表达激素蛋白质、多肽及氨基酸衍生物类激素类固醇激素、甲状腺素质膜受体胞内受体同上调节转录维生素

维生素A、维生素D

胞内受体

同上

细胞间信息物质影响细胞功能的途径种类信息物质受体引17

18第二节

受体Receptor第二节

受体Receptor19能与受体呈特异性结合的生物活性分子那么称配体(ligand)。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，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。能与受体呈特异性结合的生物活性分子那么称配体(ligand)20一、受体的分类、一般构造与功能是存在于细胞质膜上的受体，绝大局部是镶嵌糖蛋白。〔一〕膜受体(membranereceptor)一、受体的分类、一般构造与功能是存在于细胞质膜上的受体，绝大211.环状受体——配体依赖性离子通道神经递质与这类受体结合后，可使离子通道翻开或关闭，从而改变膜的通透性。1.环状受体——配体依赖性离子通道22

乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体23

242.G蛋白偶联受体(G-proteincoupledreceptors,GPCRs)又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体(serpentinereceptor)2.G蛋白偶联受体(G-proteincoupled25

CytosolicsideOligosaccharideunitCytosolicOligosaccharide26※G蛋白是鸟苷酸结合蛋白〔guanylatebindingprotein〕的简称。是一类和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。※G蛋白是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外27

G蛋白有两种构象

活化型非活化型G蛋白有两种构象活化型非活化型28

29

G蛋白由三个亚基组成：G：有GTP或GDP结合位点、GTP酶活性、ADP核糖基化位点及受体和效应器结合位点等。G与G结合严密。G蛋白由三个亚基组成：30RＲHACγαβGDPαGTPβγACATPcAMPRＲHACγαβGDPαGTPβγACATPcAMP31G蛋白的种类及功能G蛋白的种类及功能32两种G蛋白的作用两种G蛋白的作用33G蛋白偶联受体的信息传递途径激素受体Ｇ蛋白酶

第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白磷酸化生物学效应G蛋白偶联受体的信息传递途径激素受体Ｇ蛋白酶第二信343.单个跨膜螺旋受体酪氨酸蛋白激酶〔tyrosineproteinkinase，TPK〕受体型〔催化型受体〕非酪氨酸蛋白激酶受体型转化生长因子β〔transforminggrowthfactorβ，TGFβ〕受体3.单个跨膜螺旋受体酪氨酸蛋白激酶〔tyrosinep35与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体表皮生长因子受体。与配体结合后，可与酪氨酸蛋白激酶偶联而表现出酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。非酪氨酸蛋白激酶受体型酪氨酸蛋白激酶受体型与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体表皮生长36酪氨酸蛋白激酶受体型酪氨酸蛋白激酶受体型37

自身磷酸化(autophosphorylation)

当配体与单跨膜螺旋受体结合后，催化型受体大多数发生二聚化，二聚体的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此使对方的某些酪氨酸残基磷酸化，这一过程称为自身磷酸化。该型受体与细胞的增殖、分化、分裂及癌变有关。自身磷酸化(autophosphorylation)38《细胞信息转导》教学课件39非酪氨酸蛋白激酶受体型非酪氨酸蛋白激酶受体型40TPK受体的下游分子常含有SH2构造域(Scrhomology2domain)与原癌基因scr编码的2构造域同源的构造域。此构造域能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合。SH3构造域能与富含脯氨酸的肽段结合。TPK受体的下游分子常含有SH2构造域(Scrhomol41PH构造域(pleckstrinhomologydomain)能识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽，并与之结合；能与G蛋白的βγ复合物结合；还能与带电的磷脂结合。《细胞信息转导》教学课件42TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体转化生长因子受体TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体转化生长因子受体434.具有鸟苷酸环化酶活性的受体胞外胞内膜受体可溶性受体PKHGCGC4.具有鸟苷酸环化酶活性的受体胞外胞内膜受体可溶性受体44〔二〕胞内受体(intracellularreceptor)位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA结合蛋白。胞内受体通常为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。能与胞内受体结合的信息物质有类固醇激素、甲状腺素、维生素D3和维甲酸等。〔二〕胞内受体(intracellularreceptor45高度可变区位于N端，具有转录激活功能DNA结合区位于中部，含有锌指构造激素结合区位于C端，结合配体或热休克蛋白，含有核定位信号，使受体二聚化，激活转录铰链区含有核定位信号高度可变区位于N端，具有转录激活功能DNA结合区位于中部，含46

二、受体作用的特点1.高度专一性2.高度亲和力3.可饱和性5.特定的作用模式4.可逆性配体浓度受体饱和度（％）配体－受体结合曲线二、受体作用的特点1.高度专一性2.高度亲和力3.可47三、受体活性的调节1.磷酸化与脱磷酸化作用2.膜磷脂的代谢的影响3.酶促水解作用4.Ｇ蛋白的调节三、受体活性的调节1.磷酸化与脱磷酸化作用48第三节信息的转导途径SignalTransductionPathway第三节信息的转导途径SignalTransdu49

一、膜受体介导的信息转导cAMP-蛋白激酶途径–Ca2+-依赖性蛋白激酶途径cGMP-蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶途径核因子B途径TGF-β途径一、膜受体介导的信息转导cAMP-蛋白激酶途径–Ca50〔一〕cAMP-蛋白激酶Ａ途径胞外信号受体G蛋白ACcAMPPKA蛋白质磷酸化生物学效应〔一〕cAMP-蛋白激酶Ａ途径胞外信号受体G蛋白ACcA511.cAMP的合成与分解1.cAMP的合成与分解52cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸环化酶(adenylatecyclase,AC)cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶腺苷酸环532．cAMP的作用机理激活cAMP依赖性蛋白激酶〔PKA〕2．cAMP的作用机理激活cAMP依赖性蛋白激酶〔PKA〕543．PKA的作用⑴对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。3．PKA的作用⑴对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化55

肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用56受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件(cAMPresponseelement,CRE)。可与cAMP应答元件结合蛋白

(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)相互作用而调节此基因的转录。(2)对基因表达的调节作用受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(57

DNACRECREBPKAＰTranscriptionmRNACREBPKAＰCREBＰCREBＰDNACRECREBPKAＰTranscriptionm58《细胞信息转导》教学课件59〔二〕Ca2+－依赖性蛋白激酶途径1.Ca2+－磷脂依赖性蛋白激酶途径配体受体PLCPIP2IP3Ca2＋PKCDAGG蛋白内质网酶或功能蛋白磷酸化生物学效应〔二〕Ca2+－依赖性蛋白激酶途径1.Ca260《细胞信息转导》教学课件61(1)IP3和DAG的生物合成和功能IP3DAGPIP2PLC(1)IP3和DAG的生物合成和功能IP3DAGPIP2P62DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKCIP3：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞内Ca2+释放DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协63②调节基因表达PKC对基因的活化分为早期反响和晚期反响。〔2〕PKC的生理功能①调节代谢活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝、苏氨酸残基磷酸化。靶蛋白包括：质膜受体、膜蛋白和多种酶。②调节基因表达〔2〕PKC的生理功能①调节代64AP-1PKC对基因的活化AP-1PKC对基因的活化652.Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径2.Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径66钙调蛋白(calmodulin,CaM)为钙结合蛋白，由一条肽链组成，有四个Ca2+结合位点。与Ca2+结合后可激活CaM激酶，再磷酸化多种功能蛋白质的丝、苏氨基酸残基。钙调蛋白(calmodulin,CaM)67CaMCaM与靶蛋白结合CaMCaM与靶蛋白结合68〔三〕cGMP-蛋白激酶G途径ANPNO,CO可溶性GCPKGcGMP受体型GC〔三〕cGMP-蛋白激酶G途径ANPNO,CO可溶性GC69cGMP的合成和降解

GTPGCcGMPPDECa2+/Mg2+5´-GMPPPiH2OcGMP的合成和降解GTPGCcGMPPDECa2+/70

71使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化。

生物学效应

ANP：松弛血管平滑肌、利尿利钠、降血压。NO：松弛血管平滑肌、扩张血管。PKG的功能使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化。PKG72〔四〕酪氨酸蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶分类受体型TPK〔位于细胞质膜上〕如胰岛素受体、生长因子受体及原癌基因〔erb-B、kit、fms等〕编码的受体非受体型TPK〔位于胞浆〕如底物酶JAK和原癌基因〔src、yes、ber-abl等〕编码的TPK〔四〕酪氨酸蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶分类受体型TPK〔位731.受体型TPK-Ras-MAPK途径

1.受体型TPK-Ras-MAPK途径74GRB2(growthfactorreceptorboundprotein2〕SH2构造域(srchomology2domain)细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，与原癌基因src编码的酪氨酸蛋白激酶区同源，该区域能识别磷酸化的酪氨酸残基并与之结合。SH2SH3GRB2(growthfactorreceptorb75SOS(sonofsevenless)一种鸟苷酸释放因子，富含脯氨酸，可与Ras的SH3构造域结合，促使GTP与GDP的交换。Ras蛋白原癌基因产物，类似于G蛋白的G亚基，因其分子量小而被称为小G蛋白。SOS(sonofsevenless)Ras蛋白76Raf蛋白

具有丝／苏氨酸蛋白激酶活性。MAPK系统

(mitogen-activatedproteinkinase)包括MAPK、MAPK激酶〔MAPKK〕、MAPKK激酶〔MAPKKK〕，是一组酶兼底物的蛋白分子。Raf蛋白MAPK系统(mitogen-activated772.JAKs-STAT途径*JAKs(Januskinases)*信号转导子和转录冲动子(signaltransductorsandactivatorsoftranscription，STAT)配体非催化性受体JAKsSTAT基因的转录2.JAKs-STAT途径*JAKs(Janusk78《细胞信息转导》教学课件79

80〔五〕核因子B途径核因子B(nuclearfactor-

B,NF-

B)TNFCer等激酶系统病毒感染、脂多糖、活性氧中间体、佛波酯、双链RNA等PKA、PKC等激活NF-

B〔五〕核因子B途径核因子B(nuclearfacto81NF-

B的激活过程示意图NF-B的激活过程示意图82该途径主要涉及机体防御反响、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡，以及肿瘤生长抑制过程的信息传递。该途径主要涉及机体防御反响、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡，83〔六〕TGF-β途径〔六〕TGF-β途径84

二、胞内受体介导的信息传递胞内受体

核内受体胞浆内受体配体类固醇激素甲状腺激素二、胞内受体介导的信息传递胞内受体85胞内受体调节生理过程胞内受体调节生理过程86

信息传递的穿插联系第四节CrossTalkofSignalTransductionPathways

信息传递的穿插联系第四节CrossTalkofS871.一条信息途径成员可参与激活或抑制另一条信息途径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3.一种信息分可作用于几条信息传递途径1.一条信息途径成员可参与激活或抑制另一条信息途径88

第五节信息传递与疾病SignalTransductionandDiseases

第五节信息传递与疾病SignalTransducti89*家族性高胆固醇血症：LDL受体缺陷*非胰岛素依赖型糖尿病：胰岛素受体减少或功能障碍*其他:如霍乱和百日咳的发病与G蛋白的异常有关*家族性高胆固醇血症：LDL受体缺陷*非胰岛素依赖型90细胞信息转导第十五章CellCommunicationandSignalTransductionThebiochemistryandmolecularbiologydepartmentofCMU细胞信息转导第十五章CellCommunicatio91单细胞生物——直接作出反响多细胞生物

——通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。外界环境变化时单细胞生物——直接作出反响多细胞生物——通过细胞间复杂92细胞信息传递方式①通过相邻细胞的直接接触②通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质。细胞信息传递方式①通过相邻细胞的直接接触②通过细胞分泌各93跨膜信号转导的一般步骤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展转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或94

第一节

信息物质SignalMolecules

第一节SignalMolecules95一、细胞间信息物质〔extracellularsignalmolecules〕是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使。一、细胞间信息物质〔extracellularsig96细胞间信息物质的化学本质*蛋白质和肽类〔如生长因子、细胞因子、胰岛素等〕*氨基酸及其衍生物〔如甘氨酸、甲状腺素、肾上腺素等〕*类固醇激素〔如糖皮质激素、性激素等〕*脂酸衍生物〔如前列腺素〕*气体〔如一氧化氮、一氧化碳〕等细胞间信息物质的化学本质97〔一〕神经递质又称突触分泌信号(synapticsignal)特点：由神经元细胞分泌；通过突触间隙到达下一个神经细胞；作用时间较短。例如：乙酰胆碱、去甲肾上腺素等根据分泌方式的分类〔一〕神经递质又称突触分泌信号(synapticsigna98〔二〕内分泌激素又称内分泌信号(endocrinesignal)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；大多数作用时间较长。例如：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等〔二〕内分泌激素又称内分泌信号(endocrinesig99〔三〕局部化学介质又称旁分泌信号(paracrinesignal

特点：由体内某些普通细胞分泌；不进入血循环，通过扩散作用到达附近的靶细胞；一般作用时间较短。例如：生长因子、前列腺素等。〔三〕局部化学介质又称旁分泌信号(paracrinesig100〔四〕气体信号例如：*NO合酶〔NOS〕通过氧化L-精氨酸的胍基而产生NO。*血红素单加氧酶氧化血红素产生的CO。〔四〕气体信号例如：101

GASMOLECULEGASMOLECULE102其他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(autocrinesignal)。有些细胞间信息物质可在不同的个体间传递信息，如昆虫的性激素。其他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103

二、细胞内信息物质(intracellularsignalmolecules)第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传递细胞调控信号的化学物质。二、细胞内信息物质(intracellularsigna104细胞内信息分子化学本质：无机离子：如Ca2+

脂类衍生物：如DAG、Cer糖类衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信号蛋白分子：如Ras、Raf细胞内信息分子化学本质：无机离子：如Ca2+脂类衍生物：105第三信使(thirdmessenger)负责细胞核内外信息传递的物质，又称为核信使。在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP等。第二信使(secondarymessenger)第三信使(thirdmessenger)106细胞间信息物质影响细胞功能的途径种类信息物质受体引起细胞内的变化神经递质乙酰胆碱、谷氨酸、–氨基丁酸质膜受体影响离子通道关闭生长因子胰岛素样生长因子-1、表皮生长因子、血小板衍生生长因子质膜受体引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化，改变细胞的代谢和基因表达激素蛋白质、多肽及氨基酸衍生物类激素类固醇激素、甲状腺素质膜受体胞内受体同上调节转录维生素

维生素A、维生素D

胞内受体

同上

细胞间信息物质影响细胞功能的途径种类信息物质受体引107

108第二节

受体Receptor第二节

受体Receptor109能与受体呈特异性结合的生物活性分子那么称配体(ligand)。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，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。能与受体呈特异性结合的生物活性分子那么称配体(ligand)110一、受体的分类、一般构造与功能是存在于细胞质膜上的受体，绝大局部是镶嵌糖蛋白。〔一〕膜受体(membranereceptor)一、受体的分类、一般构造与功能是存在于细胞质膜上的受体，绝大1111.环状受体——配体依赖性离子通道神经递质与这类受体结合后，可使离子通道翻开或关闭，从而改变膜的通透性。1.环状受体——配体依赖性离子通道112

乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体113

1142.G蛋白偶联受体(G-proteincoupledreceptors,GPCRs)又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体(serpentinereceptor)2.G蛋白偶联受体(G-proteincoupled115

CytosolicsideOligosaccharideunitCytosolicOligosaccharide116※G蛋白是鸟苷酸结合蛋白〔guanylatebindingprotein〕的简称。是一类和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。※G蛋白是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外117

G蛋白有两种构象

活化型非活化型G蛋白有两种构象活化型非活化型118

119

G蛋白由三个亚基组成：G：有GTP或GDP结合位点、GTP酶活性、ADP核糖基化位点及受体和效应器结合位点等。G与G结合严密。G蛋白由三个亚基组成：120RＲHACγαβGDPαGTPβγACATPcAMPRＲHACγαβGDPαGTPβγACATPcAMP121G蛋白的种类及功能G蛋白的种类及功能122两种G蛋白的作用两种G蛋白的作用123G蛋白偶联受体的信息传递途径激素受体Ｇ蛋白酶

第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白磷酸化生物学效应G蛋白偶联受体的信息传递途径激素受体Ｇ蛋白酶第二信1243.单个跨膜螺旋受体酪氨酸蛋白激酶〔tyrosineproteinkinase，TPK〕受体型〔催化型受体〕非酪氨酸蛋白激酶受体型转化生长因子β〔transforminggrowthfactorβ，TGFβ〕受体3.单个跨膜螺旋受体酪氨酸蛋白激酶〔tyrosinep125与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体表皮生长因子受体。与配体结合后，可与酪氨酸蛋白激酶偶联而表现出酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。非酪氨酸蛋白激酶受体型酪氨酸蛋白激酶受体型与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体表皮生长126酪氨酸蛋白激酶受体型酪氨酸蛋白激酶受体型127

自身磷酸化(autophosphorylation)

当配体与单跨膜螺旋受体结合后，催化型受体大多数发生二聚化，二聚体的酪氨酸蛋白激酶被激活，彼此使对方的某些酪氨酸残基磷酸化，这一过程称为自身磷酸化。该型受体与细胞的增殖、分化、分裂及癌变有关。自身磷酸化(autophosphorylation)128《细胞信息转导》教学课件129非酪氨酸蛋白激酶受体型非酪氨酸蛋白激酶受体型130TPK受体的下游分子常含有SH2构造域(Scrhomology2domain)与原癌基因scr编码的2构造域同源的构造域。此构造域能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合。SH3构造域能与富含脯氨酸的肽段结合。TPK受体的下游分子常含有SH2构造域(Scrhomol131PH构造域(pleckstrinhomologydomain)能识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽，并与之结合；能与G蛋白的βγ复合物结合；还能与带电的磷脂结合。《细胞信息转导》教学课件132TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体转化生长因子受体TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体转化生长因子受体1334.具有鸟苷酸环化酶活性的受体胞外胞内膜受体可溶性受体PKHGCGC4.具有鸟苷酸环化酶活性的受体胞外胞内膜受体可溶性受体134〔二〕胞内受体(intracellularreceptor)位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA结合蛋白。胞内受体通常为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。能与胞内受体结合的信息物质有类固醇激素、甲状腺素、维生素D3和维甲酸等。〔二〕胞内受体(intracellularreceptor135高度可变区位于N端，具有转录激活功能DNA结合区位于中部，含有锌指构造激素结合区位于C端，结合配体或热休克蛋白，含有核定位信号，使受体二聚化，激活转录铰链区含有核定位信号高度可变区位于N端，具有转录激活功能DNA结合区位于中部，含136

二、受体作用的特点1.高度专一性2.高度亲和力3.可饱和性5.特定的作用模式4.可逆性配体浓度受体饱和度（％）配体－受体结合曲线二、受体作用的特点1.高度专一性2.高度亲和力3.可137三、受体活性的调节1.磷酸化与脱磷酸化作用2.膜磷脂的代谢的影响3.酶促水解作用4.Ｇ蛋白的调节三、受体活性的调节1.磷酸化与脱磷酸化作用138第三节信息的转导途径SignalTransductionPathway第三节信息的转导途径SignalTransdu139

一、膜受体介导的信息转导cAMP-蛋白激酶途径–Ca2+-依赖性蛋白激酶途径cGMP-蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶途径核因子B途径TGF-β途径一、膜受体介导的信息转导cAMP-蛋白激酶途径–Ca140〔一〕cAMP-蛋白激酶Ａ途径胞外信号受体G蛋白ACcAMPPKA蛋白质磷酸化生物学效应〔一〕cAMP-蛋白激酶Ａ途径胞外信号受体G蛋白ACcA1411.cAMP的合成与分解1.cAMP的合成与分解142cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸环化酶(adenylatecyclase,AC)cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶腺苷酸环1432．cAMP的作用机理激活cAMP依赖性蛋白激酶〔PKA〕2．cAMP的作用机理激活cAMP依赖性蛋白激酶〔PKA〕1443．PKA的作用⑴对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。3．PKA的作用⑴对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化145

肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用146受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件(cAMPresponseelement,CRE)。可与cAMP应答元件结合蛋白

(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)相互作用而调节此基因的转录。(2)对基因表达的调节作用受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(147

DNACRECREBPKAＰTranscriptionmRNACREBPKAＰCREBＰCREBＰDNACRECREBPKAＰTranscriptionm148《细胞信息转导》教学课件149〔二〕Ca2+－依赖性蛋白激酶途径1.Ca2+－磷脂依赖性蛋白激酶途径配体受体PLCPIP2IP3Ca2＋PKCDAGG蛋白内质网酶或功能蛋白磷酸化生物学效应〔二〕Ca2+－依赖性蛋白激酶途径1.Ca2150《细胞信息转导》教学课件151(1)IP3和DAG的生物合成和功能IP3DAGPIP2PLC(1)IP3和DAG的生物合成和功能IP3DAGPIP2P152DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKCIP3：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞内Ca2+释放DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协153②调节基因表达PKC对基因的活化分为早期反响和晚期反响。〔2〕PKC的生理功能①调节代谢活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝、苏氨酸残基磷酸化。靶蛋白包括：质膜受体、膜蛋白和多种酶。②调节基因表达〔2〕PKC的生理功能①调节代154AP-1PKC对基因的活化AP-1PKC对基因的活化1552.Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径2.Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径156钙调蛋白(calmodulin,CaM)为钙结合蛋白，由一条肽链组成，有四个Ca2+结合位点。与Ca2+结合后可激活CaM激酶，再磷酸化多种功能蛋白质的丝、苏氨基酸残基。钙调蛋白(calmodulin,CaM)157CaMCaM与靶蛋白结合CaMCaM与靶蛋白结合158〔三〕cGMP-蛋白激酶G途径ANPNO,CO可溶性GCPKGcGMP受体型GC〔三〕cGMP-蛋白激酶G途径ANPNO,CO可溶性GC159cGMP的合成和降解

GTPGCcGMPPDECa2+/Mg2+5´-GMPPPiH2OcGMP的合成和降解GTPGCcGMPPDECa2+/160

161使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化。

生物学效应

ANP：松弛血管平滑肌、利尿利钠、降血压。NO：松弛血管平滑肌、扩张血管。PKG的功能使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化。PKG162〔四〕酪氨酸蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶分类受体型TPK〔位于细胞质膜上〕如胰岛素受体、生长因子受体及原癌基因〔erb-B、kit、fms等〕编码的受体非受体型TPK〔位于胞浆〕如底物酶JAK和原癌基因〔src、yes、ber-abl等〕编码的TPK〔四〕酪氨酸蛋白激酶途径酪氨酸蛋白激酶分类受体型TPK〔位1631.受体型TPK-Ras