第15章细胞信号转导课件

1、第15章,细胞信息转导 （每年12题，考点散乱）,细胞通讯:是体内一部分细胞发出信号，另一 部分细胞接收信号并将其转变为细 胞功能变化的过程称为细胞通讯。 信号转导:细胞针对外源信息所发生的细胞内 生物化学变化及效应的全过程称为 信号转导。,细胞信号转导的基本路线：,第一节 细胞信号转导概述 （了解）,一、细胞外化学信号,化学信号可以是可溶性的，也可以是膜结合形式的。,（一）可溶性分子信号,细胞分泌的可溶性分子信号作用于自身、周围或相距较远的同类或他类细胞（靶细胞），调节其功能。这种通讯方式称为化学通讯。,可溶性化学信号分类：,按可溶性信号作用距离远近： 作用距离最远的内分泌系统化学信号，称为

2、激素； 作用于周围细胞或自身细胞，属于旁分泌或自分泌系统的细胞因子； 作用距离最短的是神经元突触内的神经递质 。,（二）细胞表面分子,细胞通过膜表面分子特异性地识别和相互作用，达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯，也是一种细胞间直接通讯。,二、受体,受体定义： 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，个别糖脂 。 受体的作用： 一是识别外源信号分子，即配体（ligand）； 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,

3、受体位置：,细胞表面受体 细胞内受体,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。,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。,三、细胞内信号转导分子,信号转导分子：参与细胞内信号转导的蛋白质分子和小分子活性 物质，称为信号转导分子。 第一信使：即细胞间物质，是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动 的化学物质。 第二信使：是指细胞内传递信息的小分子化合物，如cAMP、 cGMP、Ca2+、IP3、DAG、Cer、PIP2 、NO等。 第三信使：是负责细胞核内外信息传递的物质

4、，又称DNA结合蛋白。,第二节,细胞内信号转导相关分子 （掌握第二信使的种类，尤以cAMP为重要;掌握两种G蛋白）,cAMP和cGMP代谢（AC、GC和PDE作用）,一、第二信使,(一）环核苷酸（cAMP、cGMP）,AC,GC,PDE,cAMP 激活蛋白激酶A（PKA）,cGMP 激活蛋白激酶A（PKC）,PKA和PKG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，底物分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、膜蛋白、膜受体和某些转录因子 。,（二）脂类,具有第二信使特征的脂类衍生物:,二脂酰甘油（DAG或DG） 花生四烯酸（AA） 磷脂酸（PA） 溶血磷脂酸（LPA）

5、4-磷酸磷脂酰肌醇（PIP） 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2) 三磷酸肌醇（IP3）,1、DAG，IP3的生物合成,PIP2,PLC,DAG + IP,（1）IP3的作用,2、DAG，IP3的作用,（内质网与肌浆网膜上）,（2）钙离子和DAG激活蛋白激酶C（PKC）,（3）钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现,Ca2+ 活化钙调蛋白（CaM），然后作用于 Ca 2+/CaM-依赖性激酶（CaM-K） 。 （PKC和CaM-K也属于丝/苏氨酸蛋白激酶 作用的底物类似PKA和PKG）,（四）NO,NO合酶介导NO生成（EDRF就是NO）,NO合酶,胍氨酸,精氨酸,NO,1、蛋白质的可逆磷酸

6、化修饰是最重要的信号通路开关,H2O,Pi,磷蛋白磷酸酶,ATP,ADP,蛋白激酶,-O-PO32-,磷酸化的酶蛋白,二、蛋白质,（一）蛋白激酶/蛋白磷酸酶,蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶,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,蛋白酪氨酸激酶: 包括受体型PTK和非受体型PTK,MAPK的磷酸化与活化示意图,MAPKKK,MAPKK,MAPK,Thr,Tyr,Thr,Tyr,P,P,phosphatase,off,on,MAPK,丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）,MAPK作用机制：被激活后转移至细胞核内，使一些转录因子

7、发生磷酸化，改变细胞内基因表达的状态。另外，它也可以使一些其它的酶发生磷酸化使之活性发生改变。 MAPK调控的生物学效应：参与多种细胞功能的调控，尤其是在细胞增殖、分化及凋亡过程中，是多种信号转导途径的共同作用部位。,受体型PTK： （见右图）,蛋白酪氨酸激酶,受体型PTK：,Src家族/JAK家族属于非受体型PTK,（二）G蛋白,名称：鸟苷酸结合蛋白简称G蛋白。 构象：G蛋白结合的核苷酸为GTP时为活化形 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）。,G蛋白主要有两大类：,异源三聚体G蛋白：与

8、7次跨膜受体结合，以、 、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。,G蛋白循环,第三节,各种受体介导的基本信号转导通路 掌握：1.cAMP-蛋白激酶途径、 2.Ca2+-依赖性蛋白激酶途径 3.Ras-MAPK途径 4.JAK-STAT途径 5. 胞内受体介导的信息转导,离子通道受体 七跨膜受体 单次跨膜受体,细胞内受体,细胞膜受体,受体,胞内受体介导的信号转导通路,脂溶性信号,【脂溶性信号：甲状腺激素、类固醇激素、维A酸、维生素D等】,离子通道型膜受体介导的信号转导通路,1、胰高血糖素受体通过AC-cAMP-PKA通路转

9、导信号 （掌握）,糖原分解,血糖,七跨膜受体介导的信号转导通路,【G-亚基包括：s 、 i 、 q】【七跨膜受体又称G蛋白偶联受体】,2、血管紧张素II 受体通过 PLC-IP3/DAG-PKC通路转导信号,【第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG、NO等】,1、EGFR通过RasMAPK通路转导信号,单跨膜受体介导的信号转导通路,【Ras：间接接触Grb2、SOS鸟甘酸交换因子使其与GTP结合有活性、有GTP酶的活性】 【此通路与细胞生长、增殖、分化有关】 【单跨膜受体又称酶偶联受体】,2、白细胞介素受体通过JAK-STAT途径转导信号（记住名字即可）,细胞信息转导（纲要）,

10、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，、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。,(1)2009X细胞内信息传递中

11、，能作为第二信使的有 A.cAMP B.AMP C.DAG D.TPK,(2)1999X 参与细胞内信息传递的第二信使物质有 AcAMP BCa2+ CDG（DAG） DIP3,(3)2005A cAMP 能别构激活下列哪种酶 A. 磷脂酶 A B. 蛋白激酶 A C蛋白激酶 C D 蛋白激酶 G E 酪氨酸蛋白激酶,(4)2013A 下列涉及G蛋白偶联受体信号的主要途径是 A.cAMP-PKA途径 B.酪氨酸激酶受体信号途径 C.雌激素-核受体信号途径 D.丝/苏氨酸激酶受体信号途径,(5)2004A 直接影响细胞内cAMP含量的酶是,A.磷脂酶 B.蛋白激酶A C.腺苷酸环化酶 D.蛋白激

12、酶C E.酪氨酸蛋白激酶,(6)2006A 下列哪种酶激活后会直接引起cAMP浓度降低 A.磷酸二酯酶酶 B.蛋白激酶A C.蛋白激酶G D.蛋白激酶C E.磷脂酶C,(7)2007A下列关于GTP结合蛋白（G蛋白）的叙述，错误的是 A.膜受体通过G蛋白与腺苷酸环化酶偶联 B.可催化GTP水解为GDP C.霍乱毒素可使其失活 D.有三种亚基、,(8)2007A 下列因素中，与Ras蛋白活性无关的是 A.GTP B.GRB2 C.鸟苷酸交换因子 D.鸟苷酸环化酶,(9)2003A 通过胞内受体发挥作用的激素是 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,(10)2008X 与细胞生长、增殖和分化有关的信号转导途径主要有 A.cAMP蛋白激酶