细胞信息转导课件

细胞信息传递第十五章（每年1-2题，考点散乱）本章重点内容第一节信息物质（第二信使、G蛋白）第二节受体第三节信息的转导途径（cAMP-蛋白激酶途径、Ca2+-依赖性蛋白激酶途径、酪氨酸蛋白激酶途径、胞内受体介导的信息转导）概述单细胞生物

——直接作出反应多细胞生物

——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

第一节

信息物质（掌握第二信使）

一、细胞间信息物质定义细胞间信息物质: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）神经递质又称突触分泌信号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、去甲肾上腺素等分类（二）内分泌激素又称内分泌信号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（三）局部化学介质又称旁分泌信号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。（四）气体信号例如*

NO

*CO

二、细胞内信息物质定义细胞内信息物质: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。化学性质无机离子：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※第三信使负责细胞核内外信息传递的物质，又称为DNA结合蛋白，是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，能调节基因的转录。如立早基因的编码蛋白质。在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代谢产物等。※第二信使第二节

受体（掌握G蛋白）能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体(ligand)。受体的定义是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。根据细胞定位一、受体的分类、一般结构与功能存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和单跨膜受体。（一）膜受体目录1.环状受体——离子通道型模受体

乙酰胆碱受体2.G蛋白偶联受体(又称七个跨膜受体/蛇型受体)

G蛋白偶联受体的结构目录※G蛋白是一类和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。有两种构象：非活化型；活化型两种G蛋白的活性型和非活性型的互变目录RＲHACγαβGDPαGTPβγ腺苷酸环化酶ACATPcAMP信息传递过程中的Ｇ蛋白3.单个跨膜螺旋受体含TPK结构域的受体EGF:表皮生长因子IGF-1:胰岛素样生长因子PDGF:血小板衍生生长因子FGF:成纤维细胞生长因子目录与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素受体insulingrowthfactorreceptor,IGF-R

表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGF-R)。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（催化型受体）目录自身磷酸化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(TPK)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。4.具有鸟嘌呤环化酶活性的受体胞外胞内膜受体可溶性受体PKHGCGC具有鸟苷酸环化酶活性的受体结构

PKH：激酶样结构域

GC：鸟苷酸环化酶结构域目录（二）胞内受体位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA结合蛋白（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。第三节信息的传递途径掌握：1.cAMP-蛋白激酶途径、

2.Ca2+-依赖性蛋白激酶途径

3.酪氨酸蛋白激酶途径

4.胞内受体介导的信息转导

一、膜受体介导的信息传递

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途径

TGF-β途径（一）cAMP-蛋白激酶Ａ途径组成胞外信息分子，受体，G蛋白，腺苷酸环化酶(AC)，cAMP，蛋白激酶(PKA)（肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素等通过此途径传递信息）1.cAMP

的合成与分解PPiATPACMg2+cAMP5´-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸环化酶(adenylate

cyclase,AC)2．cAMP的作用机理PKA的激活R调节亚基C催化亚基目录RR（cAMP-dependentproteinkinase，PKA）R：调节亚基C：催化亚基cAMP蛋白激酶AＣＣ3．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。磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATP

PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

ATP磷蛋白磷酸酶PPi肾上腺素对糖原代谢的影响肾上腺素＋受体肾上腺素·受体复合物激活Ｇ蛋白激活ACATPcAMPPKA目录受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GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi转录活化域DNA结合域细胞膜核膜ＣＣ结构基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ细胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥDNA蛋白质（二）Ca2+－依赖性蛋白激酶途径1.Ca2+－磷脂依赖性蛋白激酶途径组成胞外信息分子，G蛋白、磷脂酶(PLC)、甘油二脂(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)、蛋白激酶(PKC)（促甲状腺激素释放激素、去甲状腺素、抗利尿激素等通过此途径传递信息）(1)DAG，IP3的生物合成和功能PIP2PLCDAG+IP３

DAG，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②调节基因表达PKC对基因的活化分为早期反应和晚期反应。*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。PKC对基因的早期活化和晚期活化目录2.Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径受体、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、钙调蛋白、CaM激酶(Ca2+－

CaM激酶途径)钙调蛋白(CaM)有四个Ca2+结合位点。与Ca2+一起激活CaM激酶，磷酸化多种功能蛋白质（丝、苏氨基酸残基）。组成（三）cGMP-蛋白激酶G途径受体，鸟苷酸环化酶(GC)，cGMP,蛋白激酶G(PKG)组成cGMP的合成和降解

GTPGＣMg2+PPicGMP磷酸二酯酶H2OCa2+或Mg2+5´-GMP使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化PKG的功能NOGCPKG

蛋白质磷酸化GCGTPcGMP激素R胞膜*生理效应：如心钠素、NO舒张血管平滑肌。

（四）酪氨酸蛋白激酶途径（胰岛素、生长激素等通过此途径传递信息）酪氨酸蛋白激酶(TPK)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、fins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TPK1.受体型TPK-Ras-MAPK途径

组成：催化性受体，GRB2,SOS,Ras蛋白,Raf蛋白，MAPK系统细胞外信号EGF、PDGF等具TPK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录2.JAKs-STAT途径*非催化性受体JAKs

信号转导子和转录激动子

(signaltransductorsandactivatorsoftranscription，STAT)组成干扰素诱导JAK、STAT复合体核内转移及调节基因转录机制目录

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类固醇激素与甲状腺素通过胞内受体调节生理过程目录cAMP

能别构激活下列哪种酶(A)A.磷脂酶A蛋白激酶AC．蛋白激酶CD．蛋白激酶GE．酪氨酸蛋白激酶参与细胞内信息传递的第二信使物质有(X)A．cAMP

B．Ca2+C．DG（DAG）D．IP3G蛋白是指(A)A．蛋白激酶AB．鸟苷酸环化酶C．蛋白激酶GD．GrB2结合蛋白E．鸟苷酸结合蛋白能使GTP结合蛋白中的GS亚基丧失GTP酶活性的是(A)A．霍乱毒素B．百日咳毒素C．白喉毒素D．抗霉素AE．鱼藤酮通过胞内受体发挥作用的激素是(A)A．肾上腺素B．甲状腺激素C．胰高血糖素D．胰岛素E．促肾上腺皮质激素直接影响细胞内cAMP含量的酶是(A)A.磷脂