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1、Chap 4. 细胞的信号转导 Cell Signal Transduction 维 裔 澡 捉 雄 机 俘 娜 钳 熄 伏 卧 矗 美 汉 愤 俱 桥 卵 稠 甫 蛹 薛 噬 余 脂 庇 峨 究 求 恨 庇 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 概述 膜表面受体介导的信号转导 细胞内受体介导的信号转导 信号转导的特点 信号转导与医学 细胞的信号转导（signal transduction ） 鳞 峭 凯 支 昌 椰 惩 胎 晶 霖 姬 蕊 烹 碑 粘 耪 袄 叶 虏 辫 迢 拨 圣 梭 扔 拇
2、甘 姑 扮 遮 踌 凋 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 第一节、概述 生命与非生命物质最显著的区别在 于生命是一个完整的自然的信息处理系 统。一方面生物信息系统的存在使有机 体得以适应其内外部环境的变化，维持 个体的生存；另一方面核酸和蛋白质信 息在不同世代间传递维持了种族的延续 。生命现象是信息在同一或不同时空传 递的现象，生命的进化实质上就是信息 系统的进化。 两 寸 韧 潜 编 移 罢 断 朝 牌 肆 街 次 稿 喝 树 铣 让 争 寒 至 对 起 臼 巧 涅 诲 藩 忠 虱 厚 在
3、细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 v细胞通讯（cell communication）：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。 v细胞识别（cell recognition）：通过细胞表面的信息 分子相互作用进行的细胞间辨别，以及细胞与基质分子 的识别过程。 v信号转导（signal transduction）：指外界信号作用于 细胞受体，通过一种或多种信号通路将胞外信号转为胞 内信号，导致细胞应答反应的过程。 一、细胞通讯 胞 软 针 漂 优 吕 峨 肮 店 碉 凿 丧
4、耙 狼 滑 营 林 炮 赣 碾 颐 濒 火 毡 牌 巴 台 嘶 贾 腥 刊 谊 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Gene transcription Cell proliferation Cell survival Cell death Cell differentiation Cell function Cell motility Immune responses 细胞通讯的意义 细胞间的通讯对于多细胞生物体 的发生和组织的构建，协调细胞 的功能，控制细胞的生长、分裂 、分化和凋亡等是必须
5、的。 寐 再 号 必 郝 衷 随 伟 嵌 郁 辞 柯 腋 晦 桐 夸 墓 亏 湛 债 厩 该 串 茸 休 寻 狐 狮 衷 威 衬 也 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细胞通讯的主要方式 细胞间隙连接 膜表面分子接触通讯 化学通讯 址 鼻 金 腹 诲 你 涪 逛 射 药 憾 烈 染 掌 区 昌 疲 荔 闯 国 勒 以 龙 寅 饥 灸 砰 藻 涎 校 禹 嗣 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 化
6、学通讯：细胞分泌一些化学物质（如激素），作为信号分 子作用于靶细胞，调节其功能。 4种类型：内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触 擞 恫 嚷 人 悯 抒 觉 侈 窿 匙 青 玛 瘁 匙 看 操 酉 姻 厢 晋 旷 榆 车 爵 怜 泅 酞 稀 裁 橱 氦 埠 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 二、细胞的信号分子 信号分子（配体ligand）：能与细胞内受体或膜受体结合并 产生特定生物学效应的化学物质。 特点：特异性；高效性；可被灭活。 分子种类：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸 、核苷酸
7、、脂类、胆固醇衍生物。 从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部 化学介导因子和气体分子等四类； 从信号分子性质分为：脂溶性、水溶性、气体分子三类。 学 序 北 溢 僧 丰 巷 唆 匠 抖 犬 雨 恬 焉 壬 寺 眼 希 肯 夜 硷 鹤 垣 狗 顺 迁 羽 殊 筏 恫 饺 档 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 脂溶性信号分子可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体 结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。 水溶性信号分子不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信 号转换机制实现信号转导，所以这类信号
8、分子又称为第 一信使（primary messenger）。 第二信使（secondary messenger）指细胞信号转导过 程中的次级信号，是由胞外刺激信号（第一信使）与受 体作用后在胞内最早产生的信号分子。主要有：cAMP 、cGMP、IP3、DG、Ca2+。 第二信使的作用：信号转换、信号放大。 骂 爷 边 蔑 紧 噪 咏 邑 荣 颓 奄 谬 蜘 衙 洁 蒸 衰 椽 酣 罚 惕 威 则 恤 吨 奇 隋 框 襟 符 鞋 倪 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 三、受体（receptor）
9、 v存在于质膜或细胞内的能够识别和选择性结合某种配体（ 信号分子）的大分子物质，大多是蛋白质。 v受体的作用：识别外源信息分子（配体）；信号转换。 v受体的特征：特异性；可饱和性；高亲和力；可逆性。 v完整的受体至少包括识别部和效应部，大多是分开而独立 存在但保持密切的功能联系。 v受体的激动剂与阻断剂 v分为：细胞内受体（intracellular receptor）； 细胞表面受体（cell surface receptor）。 证 答 疯 皆 厘 抬 椅 勃 机 风 闯 跟 史 文 佣 坟 骇 濒 嘻 饲 耿 晋 熬 膀 楔 梭 早 畦 旬 符 苞 时 细 胞 的 信 号 转 导 医 学
10、 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细胞表面受体和细胞内受体 奴 嘘 帘 骄 弘 末 腋 樟 铬 旗 趴 市 暮 糙 襄 阑 警 瘤 梅 儡 兔 拳 雇 幼 葛 瞳 筐 纱 驴 罕 存 乓 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 除了受体和信号分子外，2类蛋白在信号转导中起分子 开关（molecular switch）的作用： 鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）；蛋白激酶和蛋白磷酸酶 皿 两 幽 沪 革 寓 销 撬 搀 债 累 汹 俩 铆 矣
11、瓦 综 祈 社 炕 争 颠 紊 嫩 犬 渠 冻 襟 诧 异 辕 羔 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 第二节、膜表面受体介导的信号转导 离子通道型受体（ion-channel-linked receptor） G蛋白耦联受体（G-protein-coupled receptor） 酶耦联受体（enzyme-coupled receptor） 糠 啼 眩 引 螟 脖 艘 亥 课 盔 谆 右 牡 卤 指 宁 血 牺 筒 尾 卒 伤 翁 镊 驳 宪 劫 农 匠 焚 漆 岸 细 胞 的 信 号 转 导
12、 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 括 劫 匣 怀 痛 斩 适 违 逃 寸 卖 识 七 稍 桩 冉 颓 扁 傣 甸 再 原 式 丽 廉 婴 乒 我 莲 鲍 社 缸 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 受体本身为配体门控通道（ligand-gated channel）。主要存 在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。 化学信号与特异受体的结合改变受体的构像，导致离子通道 的开放或关闭，膜对特定离子的通透性改变，胞外
13、化学信号 转变为电信号。 该受体介导的信号转导无需中间步骤；受体与配体的结合及 运输离子的选择具有特异性。 一、离子通道型受体 禽 霉 喀 枕 苛 疡 孜 乒 瑰 达 鹤 臀 裳 骸 遥 当 靠 拧 寻 呐 抚 傻 流 碰 抨 遇 赡 肌 轧 审 削 漳 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 二、 G蛋白耦联受体介导的信号转导 受体与相应配体结合 后自身构象改变，并 导致G蛋白活性的改 变，通过调节相关酶 活性，在细胞内产生 第二信使，从而将配 体信号传到细胞内。 菏 亭 屏 劝 舍 苦 孩 纤
14、豁 靴 嚼 斗 谈 袭 认 欣 艺 乖 盗 拒 功 励 处 层 铝 脸 堵 区 晃 骄 盘 飘 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 已发现1000多种G蛋白耦连的受体，共同特征： 7次跨膜蛋白； N段朝向胞外，有糖基化位点，C段朝向胞内； 胞外结构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联 。 1. G蛋白耦连受体（GPCR） 谣 香 畏 践 链 谢 盏 缔 珐 烁 槽 堆 准 恨 哀 抽 霉 拨 好 斩 毕 晰 平 哀 距 堤 暇 撤 踊 屯 宗 阅 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生
15、 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 即鸟苷酸结合蛋白（GTP-binding protein），是任何 可与鸟苷酸结合的蛋白质的总称。 2. G蛋白 皋 逻 终 璃 镐 炔 忠 变 桌 漏 刀 泞 籽 达 泡 羌 倒 瓣 馏 正 眷 锁 苇 材 睁 由 埋 裹 邓 嗜 沦 抛 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 G蛋白特点： 三个亚基构成的异三聚体， 亚基决定反应的特异性，和 亚基一般起调节作用； 具有结合GTP（活性构象）或GDP（非活性构
16、象） 的能力，并具有GTPase活性； 位于质膜内面的外周蛋白，分子量100KD。 效应酶：腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase，AC） 、磷脂酶C（PLC）等 v小G蛋白：分子量20-30KD，类似于G功能。 评 范 梳 傲 聊 娃 闻 前 悸 碑 傣 销 均 腑 捡 材 甲 醉 撕 雾 彪 襟 殷 术 筋 撂 玄 捷 品 雁 麦 弊 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 G蛋白的作用机制 分子开关 膜受体与配体结合后构像改变， G亚基与受体结合被激活，结合 GTP取代GDP，G蛋白
17、自身构像 变化， G游离，接着结合和调 节效应蛋白活性，将胞外信号转 换成胞内信号。 G自身的GTP 酶活性将GTP水解为GDP后，G 蛋白回到非活性的三聚体状态。 搐 相 掸 宽 端 钢 业 粥 徊 剂 哲 装 额 伏 商 蛊 颇 蜒 睦 曰 豢 剂 囱 哭 鸡 峨 阶 廖 糙 木 尤 夺 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 胳 滋 克 饵 孩 糙 驾 厕 乱 首 凰 猖 章 迈 掩 礼 钝 到 鹏 或 映 啪 娘 度 硼 伊 呜 跨 威 疲 追 缔 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞
18、 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 G蛋白耦连受体介导的关键信号途径 vcAMP途径 v磷脂酰肌醇途径 纯 测 暮 韩 劳 土 刨 厚 娩 榆 童 押 保 绳 敢 喷 韩 猩 陈 亦 呻 饼 大 劣 缝 斟 条 邀 藐 饰 群 贼 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 3. cAMP途径 cAMP浓度在细胞内的快速变化是细 胞应答胞外信号的重要分子基础 正 采 巷 檄 掖 做 叼 懂 谦 掀 庆 蹦 伙 占 四 材 赢 箔 小 兔 办 已
19、泽 演 妊 有 滦 画 这 耳 游 廖 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 cAMP途径的主要组分 激活型受体（Rs）或抑制型受体（Ri）； 激活型G蛋白（Gs）或抑制型G蛋白（Gi） 腺苷酸环化酶（ACase）：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+ 的存在下，催化ATP生成cAMP。 蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化 亚基和两个调节亚基组成。cAMP与调节亚基结合，释 放出催化亚基，PKA被激活。 磷酸二酯酶（PDE）：降解cAMP生成5-AMP，起终 止信号的作
20、用。 诛 劣 懂 钳 璃 装 莉 毫 涕 药 洋 酞 筷 痊 听 晰 朴 臣 尺 憨 峨 舵 侯 讹 领 掸 据 唯 纯 的 盘 绿 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 不同的信号分子对cAMP浓度的双向调节 第 猖 希 截 旧 倦 找 缕 凹 时 谜 耘 痒 帆 殃 掠 九 揪 叙 屹 方 丹 敌 溉 硅 重 泄 渍 提 凋 讯 拓 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 第一信使 G蛋白耦联受体
21、G蛋白ACasecAMP 依赖cAMP的PKA cAMP途径的反应链 底物蛋白 磷酸化 影响底物 蛋白活性 基因调控蛋 白磷酸化 基因转录 缓慢应答快速应答 鹊 骡 蔫 凑 弘 霜 真 锚 筏 君 挺 持 鼓 朴 礁 逸 豺 碳 刻 噪 探 滁 曰 玄 盟 邀 盈 哉 吊 卢 坟 埂 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 cAMP活化PKA，通过 CREB的磷酸化调节基因表 达产生缓慢而持续的应答 CRE： cAMP response element in DNA 预 宝 贝 体 凑 核 肢 竖
22、浦 濒 丽 亡 之 段 半 拳 博 豺 硅 旨 瞳 牙 犹 洽 剐 期 帕 恰 画 初 狈 炭 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 PKA也可直接调节蛋白活 性，产生快速应答 肾上腺素等如何促进血糖 浓度的升高？ cAMP途径在葡萄糖 动员中的作用 脂 掘 搽 屉 孺 督 睬 跋 女 剐 过 清 摩 片 师 刮 垦 块 冲 质 祥 阻 坊 蒸 促 仅 壮 滁 泡 峻 肛 嫡 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学
23、 第 四 版 Summary of cAMP pathway 受体的特异性和PKA 底物蛋白的多样性导 致相似的cAMP途径 产生不同的应答反应 眠 哉 狈 理 鹅 烫 祖 哦 瘁 唉 汤 帽 狼 故 奎 复 墒 佳 灸 音 酚 统 能 足 超 佑 千 询 锋 第 作 脸 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 4. 磷脂酰肌醇（PIP2）途径 激 润 消 害 拈 裕 忘 阎 乳 缩 厌 趋 晓 剁 捏 沏 结 炼 讣 碧 农 谱 湾 疆 弥 舞 握 绍 玲 畴 闲 泡 细 胞 的 信 号 转 导
24、医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 PIP2途径（双信使系统） 胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结合，激活 质膜上的磷脂酶C（PLC-），催化质膜上4,5-二磷酸 磷脂酰肌醇（PIP2）水解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰 基甘油（diacylglycerol, DG）2个第二信使。 窍 性 拢 益 勋 冶 羌 孰 廖 礁 赤 勺 钳 杰 狗 佣 秤 取 猩 花 涵 掏 粪 启 擦 沸 炔 戴 腋 挚 朔 呢 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生
25、 物 学 第 四 版 DG激活蛋白激酶C，PKC使 底物蛋白磷酸化，也活化 Na+/H+交换系统使胞内PH IP3开启SER膜上IP3门控钙通 道，Ca2+i升高，激活钙调蛋 白CaM， Ca2+-CaM 复合体 活化多种靶蛋白 馆 肠 诉 座 负 做 织 亏 撬 启 才 弱 玲 嫡 满 竣 全 乖 窍 放 静 宦 樊 珍 窑 投 售 硼 辈 伞 派 母 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 三、酶耦联受体（enzyme-linked receptor） 分为两种情况： 本身具有激酶活性； 本身没
26、有酶活性，但可以连接非受体酪氨酸激酶，许 多细胞因子的受体属于这类（细胞因子受体超家族） 。 已知六类，受体酪氨酸激酶是最重要的一类，主要作用是 控制细胞生长、分化。 族 估 和 希 锯 生 哟 刑 漾 醉 侍 傻 陇 但 膘 希 瞒 愚 脏 农 早 俊 赠 熊 溺 黍 懒 鸵 矗 叶 洁 滓 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 酶偶联受体的共同点： 单次跨膜蛋白； 接受配体后发生二聚化， 启动下游信号转导。 折 铭 及 漂 吏 睁 齿 家 瓜 腔 钓 痊 访 朋 薪 头 晤 臣 吗 济 费 卵
27、 里 峦 汤 醉 炽 愧 懊 晰 揉 精 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 受体酪氨酸激酶 Receptor tyrosine kinases，RTKs 胞外结构域含 配体结合位点 胞内结构域含 一个具有酪氨 酸激酶活性的 催化位点 单次跨膜 螺旋 RTKs的6个亚族 碘 蹈 脾 才 兜 驰 陋 搪 鸳 短 剪 顶 捆 华 材 脱 独 锯 舜 遭 毁 蓑 入 契 扇 闭 聂 泄 譬 研 望 茧 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医
28、学 细 胞 生 物 学 第 四 版 RTK-Ras pathway RTK结合信号分子，二聚体化，激 活受体的蛋白酪氨酸激酶活性，胞 内段酪氨酸残基发生自磷酸化，活 化的RTK激活Ras，Ras引起蛋白激 酶的磷酸化级联反应，最终激活有 丝分裂原活化的蛋白激酶（ mitogen-activated protein kinase， MAPK），活化的MAPK进入细胞 核，可使许多底物蛋白的丝氨酸/苏 氨酸残基磷酸化。 狱 今 燥 僵 罕 尿 掣 袒 腿 松 腐 健 瞧 钠 也 银 圣 枚 些 希 梯 淄 尺 坞 昧 韩 桐 变 壤 貉 进 抚 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物
29、学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 RTK结合信号分 子后的二聚体化 和自磷酸化 Dimerization & Autophosphorylation 钾 袱 瓮 螺 舌 套 否 增 摄 砸 早 分 拌 韧 谢 岁 丽 沸 落 啊 役 莽 舅 砰 谅 臆 搬 墩 寇 雹 誉 蚜 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 受体自磷酸化激活后形成 SH2结合位点； Ras（单体小G蛋白）释放 GDP需要鸟苷酸交换因子 （GEF，如Sos）参与； Sos有SH
30、3结构域，需要接 头蛋白（如Grb2）才能与 受体连接； GTP-Ras为激活形式。 佐 逗 势 瞒 琐 始 涵 钢 割 彼 捆 五 污 搭 恕 凋 袭 橙 缓 长 赠 摘 彬 缓 撂 膝 置 狰 渡 摩 卉 贯 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Ras的激活启动了一 系列蛋白激酶的磷酸 化级联反应，最终激 活MAPK（Erk） MAPK可磷酸化调节 许多底物蛋白的活性 想 矛 碴 机 汀 盘 脆 挑 拣 慷 辅 陨 腐 吼 违 秃 坦 挤 颈 皋 佛 践 刑 邢 哇 褪 哈 免 咬 怎 纳
31、丰 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 MAPK（mitogen-activated protein kinase）可磷酸化调 节许多底物蛋白的活性，间 接或直接进入核内磷酸化修 饰蛋白激酶或转录因子，从 而调节基因表达 夯 务 咎 漠 涉 猜 锡 如 介 喘 冀 变 馅 揪 壕 电 受 嗽 铁 岛 簇 行 宅 蒸 掳 畦 鸡 窥 工 崇 炒 泳 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Summary
32、 of RTK-Ras signaling pathway RTK-induced Ras activation Ras-MAP kinase cascade MAPK phosphorylates transcription factors or other proteins 配体RTK adaptor GEF Ras Raf（ MAPKKK）MAPKKMAPK进入细胞 核其它激酶或转录因子的磷酸化修饰 染 坍 沪 蹦 绅 变 靡 无 送 雪 兔 霖 瑰 秽 夷 肤 萄 榆 离 瞧 挡 赐 边 缅 荷 槽 倦 品 荧 又 温 暮 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四
33、 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 第三节、细胞内受体介导的信号转导 核受体介导的信号途径 NO作为信号分子介导的信号途径 十 包 僧 刽 邮 终 胡 曝 褐 朗 颊 碰 辙 尉 裕 申 损 恤 尚 超 覆 枉 选 左 沤 疾 咋 知 泉 包 况 醉 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 一、核受体介导的信号途径 核受体即细胞内受体，存在于核或胞质内，其本质是 甾类激素激活的基因调控蛋白。 细胞内受体与抑制性蛋白（如Hsp90）结合形成复合 物，处于非活化状态
34、。信号分子（甾类激素等）与受 体结合，导致抑制性蛋白从复合物上解离，一方面暴 露其核定位信号被引导到核内；另一方面暴露其DNA 结合位点，受体被激活，结合于特异的DNA序列调节 特异基因的转录。 通常分为2阶段：初级反应直接激活少数特殊基因 转录，快速发生；次级反应初级反应的基因产物再 活化其它基因起放大作用。 斜 忧 掂 甄 眉 宫 掩 锄 暑 钨 趟 眼 鱼 河 矛 图 敷 崔 底 向 局 梯 叙 弧 哀 颊 蹬 德 礁 攀 狼 郝 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 核受体至少有三个功能结
35、构区：配体结合区、 DNA结合 位点、转录激活结构域。 迄 赠 蒙 些 馋 巩 痛 肖 拦 那 斜 鹅 丸 俭 崩 满 悸 丑 岳 呢 捍 亩 丁 痊 廖 隘 玉 排 汐 告 殆 变 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 二、NO作为信号分子介导的信号途径 乙酰胆碱Ach引起 血管舒张的机制？ 为什么硝酸甘油可 治疗心绞痛？ 禄 雅 跌 穿 枉 顿 束 叔 党 琳 冀 菜 锈 踌 撮 媒 峨 误 抖 紫 绝 利 所 甜 峦 撒 奈 蜡 改 巧 丫 贮 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生
36、 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Ach释放后作用于血管内皮细胞 ，通过PIP2途径导致胞质内钙浓 度升高 钙离子刺激内皮细胞的NO合酶 催化精氨酸氧化释放NO NO扩散入邻近的平滑肌细胞， 激活具有鸟苷酸环化酶（GC） 活性的NO受体 GC分解GTP产生cGMP，后者 激活蛋白激酶G（PKG），PKG 抑制肌肉收缩的信号通路，导致 血管舒张。 琉 馏 蛾 砌 个 纺 元 务 指 捷 墩 相 扣 孰 烧 衰 秩 酿 酿 酸 遭 腾 护 公 儒 仑 捉 恤 茶 糜 搓 恨 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版
37、细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Regulation of contractility of arterial smooth muscle by nitric oxide (NO) /cGMP pathway. 腐 劳 泅 江 七 屯 冶 苛 吭 恩 唱 草 溶 乡 蒋 骗 力 凯 砷 陪 靠 本 强 濒 警 墩 攘 偏 宠 寅 蒂 掀 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 第四节、信号转导的特点 信号的放大作用 信号途径的特异性和通用性 信号转导的发散和会聚
38、信号通路的交叉和信号转导网络 受体的脱敏（desensitization） 迟 膘 瞎 腾 疤 盆 茬 布 酋 坎 住 末 眉 彬 宰 顷 跑 更 欢 椽 猎 女 须 笨 酥 径 纲 咯 雏 晃 葛 耸 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 胞外信号的放大 予 甘 农 懊 匣 退 履 汇 轰 防 噶 迄 弓 泳 折 淤 雪 氦 曝 腺 讫 柳 寅 赦 素 瓜 事 冈 坊 钙 封 涟 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生
39、物 学 第 四 版 由于受体的不同，Ach作用于 不同的靶细胞产生不同的效应 ，体现信号转导的特异性 凯 让 捶 颠 宰 戏 虞 臣 某 闪 颗 障 忆 鸦 科 莉 苹 佩 焦 鞘 轮 譬 驱 试 各 誉 博 巍 帆 们 狂 貉 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 不同的信号分子结合 特异的受体，其信号 转导途径可以会聚（ convergence），激活 某一通用的效应分子 （如Ras） 饿 粟 戳 崭 瘸 宇 旭 贼 步 惩 那 刑 难 欧 伪 必 沪 脏 互 榴 州 狂 跟 防 纲 僵 想
40、拌 扯 池 秀 檬 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 来自同一配体的信号也可激活不同的信号途径， 表现发散性（divergence）特征 都 蔫 辗 洽 业 抿 丙 褐 匠 卑 漾 行 悲 千 诛 焙 儿 琐 辽 葵 翱 怪 划 铜 忠 黑 示 却 芒 剃 室 玻 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 信号转导途径具有高度 非线性特点，多通路之 间存在多层次的交叉对 话（crosstalk）和整合
41、， 构成复杂但可控的信号 网络系统 抖 台 毫 吊 惜 堆 谈 铬 朗 橙 粕 丘 较 狼 腾 纪 捍 咖 赁 盂 棵 汹 订 梅 蓄 镜 凛 骆 神 烷 斟 凡 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 吾 貉 噎 麻 铺 贝 三 烁 氨 囚 酣 壁 无 磷 垣 踢 奋 烟 邀 苦 举 庶 雀 崔 断 午 导 蔗 兽 纬 挑 姨 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 由于靶细胞和受体的不同， Ach产生
42、不同的效应 撤 爆 胯 薪 妮 柑 铆 摇 岂 陪 昼 年 监 晚 又 块 褪 茄 榔 葛 交 眯 最 盔 逐 攻 认 屠 坦 箱 剥 励 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 超过1/3的处方药作为配体发挥作用 许多遗传病是由于GPCRs或G蛋白的缺陷 第五节、信号转导与医学 蚊 饼 刀 昆 霄 呸 捆 淄 砰 狼 晋 鹏 睡 斜 凡 滞 统 阜 腑 涅 炽 值 位 嘿 使 戍 盟 错 旬 积 婪 屹 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导
43、 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Human diseases linked to defective G protein 咋 缘 谚 慌 和 架 准 慈 哟 镍 模 缀 称 卡 岩 酿 衣 衡 兢 昔 缀 省 低 幸 绑 车 眺 橱 曹 凳 敬 沛 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Human diseases linked to defective GPCR 滞 屋 比 瘪 淋 侄 峻 囤 球 颤 良 爹 郝 涉 钥 砰 往 鞭 瘫 觅 讯 烯 烛 僻 卵 蚁 吨 贿 绢 踞 暇
44、斋 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细胞信号转导大事记 1955年，Sutherland，cAMP第二信使学说，获 1971年诺贝尔生理和医学奖 1963年， cGMP作为胞内信使的发现 1978年，Rasmussen，Ca2+第二信使学说 1983年，IP3和DG作为胞内信使的发现 1980s，Gilman和Rodbell，G蛋白的研究，获1994 年诺贝尔生理和医学奖 1980s-1990s，酪氨酸蛋白激酶与信号转导的研究 傅 衰 炮 究 潭 炬 耽 伐 桑 葫 措 贞 察 弦 饭 剩
45、碰 拘 苯 囚 杆 庇 肤 蒙 氓 佃 官 湃 祸 足 酗 堤 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Adenylate cyclase（ ACase） 剂 奖 冷 陇 堑 忱 泅 诚 嚎 形 镭 评 沽 妓 捆 桨 舞 蒲 葡 泌 酒 迂 印 草 堵 廉 秤 朵 稀 咋 馈 妊 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 Protein Kinase A（PKA ） 银 祈 秸 臻 殉 储 听 炼 贿 沪
46、 瘸 扯 瑞 驮 粕 嘎 厦 帖 粮 钾 类 剪 喇 半 沏 湘 陶 余 牙 感 信 钙 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 思考题： 1. 细胞通讯、细胞识别和信号转导的概念 2. 第一信使与第二信使的概念，第二信使的作用 3. 受体的概念、作用和特征 4. 膜表面受体按作用机理分为哪几类？ 5. G蛋白耦联受体的概念和共同特征 6. G蛋白的概念、特点和作用机理 7. cAMP信号通路 8. PIP2信号通路 9. 什么是受体酪氨酸激酶？Ras途径的概况 10. 细胞内受体的本质和特点 11. 硝酸甘油治疗心绞痛的原理 12. 信号转导复杂性的理解 弥 卢 停 抒 短 蜂 富 鳞 媚 罗 讲 昂 奴 地 厩 志 货 骏 绞 钝 涂 昆 栓 埠 实 傲 倪 陆 撇 擒 舀 界 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版 细 胞 的 信 号 转 导 医 学 细 胞 生 物 学 第 四 版