GＣ
Mg2+
PPi
磷酸二酯酶
cGMP
H2O Ca2+ 或 Mg2+
5´- GMP
PKG的功能
使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化
激素
R G蛋白 、细胞通讯方式
（一）细胞直接联系的细胞通讯 1.细胞间隙连接介导的细胞通讯
紧密连接（tight junction):小肠等组织的表皮细胞 桥粒体（desmosome):两个相邻细胞的接触点形成斑块样
结构（桥粒芯蛋白和桥粒胶蛋白 细胞间隙（gap junction):相邻两个细胞的侧面通过连接蛋
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。
单个跨膜螺旋受体受体结构
胞外区为配体结合部位。 受体跨膜区由22～26个氨基酸残基构成一
个α-螺旋，高度疏水。 胞内区为酪氨酸蛋白激酶功能区（又称
SH1, Scr homology 1 domain，与Src的酪氨 酸蛋白激酶区同源） 位于C末端，包括 ATP结合和底物结合两个功能区。 该受体的下游常含有
共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应 答元件(cAMP response element , CRE)。 • 可与cAMP应答元件结合蛋白 (cAMP response element bound protein,CREB)相互作用而调节此 基因的转录。
PKA 对底物蛋白的磷酸化作用
ATP +
β 、γ
cAMP
5`–AMP
(3) 单个跨膜螺旋受体
由一条多肽链构成的跨膜糖蛋白构成， N端位于质膜外，是配体结合的部位。C端 位于胞质内，具有酪氨酸酶功能区。
酪氨酸蛋白激酶受体型（催化型受体） 与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，
如胰岛素受体insulin growth factor receptor, IGF-R 表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGF-R)。 非酪氨酸蛋白激酶受体型
白相互接触，形成一个2-3nm的细胞间隙。
2.细胞表面分子介导的细胞通讯 糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等。
3.突触连接介导的细胞通讯 神经元之间的接触
一、细胞通讯方式
（二）细胞间接联系的细胞通讯
主要通过细胞外信号分子的作用来完成。 分类（作用方式） （1）内分泌信号转导（endocrine signaling）:
二、重要的信息分子
（二）细胞内信息分子
调控结合结构域（modular binding domain）
1. SH2结构域:为src同源序列2结构域，是细胞内
某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，该区域可 识别蛋白质分子中磷酸化的酪氨酸及其周围氨 基酸残基组成的模体，并与磷酸化的酪氨酸结 合。 2. SH3结构域：由50-100个氨基酸残基组成，可以 识别另一个蛋白质分子中富含Pro的9或10个氨 基酸序列。 3. PH结构域
三、受体（Receptor）
（一）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。
能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称 配体(ligand)。
两个功能：1.识别特异的配体；2.把识别和接受 的信号准确无误的放大并传递到细胞内部，产 生特定的细胞反应。
经血循环到达靶细胞（激素）； （2）旁分泌信号转导（paracrine singling）：
经扩散到达附近靶细胞； （3）自分泌信号转导（autocrine signaling）：
作用于自身。
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
受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应
受体分为细胞膜受体和胞内受体两大类。
三、受体（Receptor）
（二）受体的分类、一般结构与功能 根据细胞定位受体分类：
膜受体 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 单个跨膜螺旋受体。
胞内受体
（二）受体的分类、一般结构与功能
二、重要的信息分子
（二）细胞内信息分子 第二信使(secondary messenger)
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。 第三信使(third messenger)
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 (immediate-early gene) 编码的蛋白质 。
二、重要的信息分子
（一）细胞间信息分子 3.局部化学介质：又称旁分泌信号(paracrine
signal，如生长因子、前列腺素等。 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。 4.气体信号 * 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
（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 对基因的早期活化和晚期活化
（三）cGMP-蛋白激酶G途径
组成： 受体，鸟苷酸环化酶(guanylate cyclase, GC)，
cGMP, 蛋白激酶G (protein kinase G，PKG)
cGMP的合成和降解
GTP
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
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(catalytic receptor)大多数发生二聚化， 二聚体的酪氨酸蛋白激酶(tyrosine protein kinase, 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。
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
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。
(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
底物蛋白 组蛋白
磷酸化的后果
失去对转录 的阻遏作用
生理意义
转录，促进 蛋白质的合成
核蛋白体蛋白 加速翻译
促进蛋白质的合成
细胞膜蛋白 膜蛋白构象及 改变膜对水及离子
功能改变
通道的通透性
微管蛋白
构象和功能改变 影响细胞分泌
心肌肌原蛋白 易与Ca2+结合 加强心肌收缩
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。
SH2结构域：能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合 SH3结构域：能与富含脯氨酸的肽段结合 PH结构域(pleckstrin homology domain)
识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽，并能 与G蛋白的βγ复合物结合 ,还能与带电的磷脂结合
(3) 单个跨膜螺旋受体
含TPK结构域的受体
EGF:表皮生长因子
二、重要的信息分子
细胞间信息分子(extracellular signal molecules)
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。 细胞内信息分子(intracellular signal molecules)
第一信号物质经转导刺激细胞，在细胞内产 生的传递细胞调控信号的化学物质。
NH2
COOH
高度可变区 DNA结合区 铰链区
激素结合区
核内受体结构示意图
⑴ 受体的结构 • 高度可变区：位于N端，具有转录活性 • DNA结合区：含有锌指结构 • 激素结合区：位于C端，结合激素、热休克蛋
白，使受体二聚化，激活转录 • 铰链区 ⑵ 相关配体
类固醇激素、甲状腺素和维甲酸等 ⑶功能
多为反式作用因子，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。
二、重要的信息分子
（一）细胞间信息分子 5.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(autocrine signal)
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。
二、重要的信息分子
（二）细胞内信息分子 蛋白激酶 蛋白磷酸酶 GTP结合蛋白 第二信使 NO 调控结合结构域
该型受体与细胞的增殖、分化、分裂
及癌变有关
(4) 具有鸟嘌呤酶活性的受体
膜受体
可溶性受体
胞外
胞内
PKH
GC GC
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
2.胞内受体(intracellular receptor)
位于细胞浆和细胞核中的受体，是由 400~1000个AA 残基组成的单体蛋白质，由四 个区域组成，全部为DNA结合蛋白。
1.膜受体(membrane receptor)
（1）环状受体 —— 配体依赖性离子通道
（二）受体的分类、一般结构与功能
(2)G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs)又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体 (serpentine receptor)
此型受体通常由单一的多肽链或均一的亚基组 成，其肽链可分为细胞外区、跨膜区、细胞内区三 个区。跨膜区由7个α螺旋结构组成；多肽链的N端位于细胞外区，而C-端位于细胞内区；在第五及 第六跨膜α螺旋结构之间的细胞内环部分（第三内 环区），是与G蛋白偶联的区域。 大多数常见的 神经递质受体和激素受体是属于G蛋白偶联型受体。