第八章细胞信号转
NO介导的信号通路
• 直接激活酶，较涉及基因表达变化的反应更为快速 • 产自精氨酸，在许多组织中起局部介质的作用 • 利用硝化甘油治疗心绞痛病人有几百年历史，N0
松弛血管壁的作用揭示了硝化甘油作用的机制 • 半衰期很短，5－10s • 靶分子：鸟苷酸环化酶，形成cGMP
第八章细胞信号转
细胞通讯的一般过程 ◆信号分子的产生 信号分子 ◆细胞识别（Cell recognition） 受体蛋白 ◆信号转导（Signal transduction） 胞内信号 特定基因表达 应答反应
第八章细胞信号转
细胞通讯与信号传递引起的反应 ◆酶活性的变化 ◆细胞分化 ◆基因表达的变化 ◆细胞骨架构型 ◆通透性的变化 ◆DNA合成活性的变化 ◆细胞死亡程序的变化等
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转第八章细源自信号转G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路，根据引 起的级联反应的不同，分为：
◆G蛋白调节的离子通道 ◆cAMP信号通路 ◆磷脂酰肌醇信号通路
第八章细胞信号转
G蛋白调节的离子通道
存在于心肌 细胞中，使 心搏减缓
第八章细胞信号转
cAMP信号通路
◆cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统 的简称；
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
G蛋白偶联受体
细胞表面受体的最大家族，其信号分子包括激素、 局部介质、神经递质
所有的G蛋白偶联受体都具有相似的结构，七次跨 膜
第八章细胞信号转
G-蛋白
G蛋白:三聚体GTP结合调节蛋白. ◆组成:
一般由三个亚基组成, 分别叫α、β、γ， β、γ两 亚基通常紧密结合在一起，只有在蛋白构象改变 时才分开 ◆功能位点: α亚基具有三个功能位点：①GTP结合位点; ②鸟 苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点; ③腺苷酸环化 酶结合位点。
糖皮质(激)素受体除同糖皮质(激)素结合以外, 还可 同其它甾类激素结合 ◆可逆性 配体与受体的结合是可逆的。 ◆特定的组织定位 受体在体内的分布、种类和数量均随组织的不同而 不同。
第八章细胞信号转
第二信使
第八章细胞信号转
概念：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞， 只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把 细胞外的信号称为第一信使，而把细胞内最早产 生的信号物质称为第二信使。
第八章 细胞信号转导
第八章细胞信号转
细胞通讯的意义
通过细胞通讯使细胞对外界环境具备敏锐的感觉 和反应，例如营养、信号分子、光暗、毒物、 天敌等。
细胞间通讯
交配因子、shmoos
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信号转导 指信号的转换过程。如文字－声音－电脉冲
－神经脉冲 细胞间的信号转导相对简单，细胞外－细胞
内
第八章细胞信号转
第二信息至少有两个特征: ▲第一信息同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧或
胞浆中出现，仅在细胞内部起作用 ▲能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。 目前公认的第二信息有cAMP、DG、IP3、cGMP
第八章细胞信号转
信号传导的分子开关
作为分子开关的两类蛋白 1 磷酸化控制的开关蛋白，有很多本身就是蛋白
激酶，从而组成磷酸化的级联反应，导致信号 的放大、分流及调变 2 GTP结合蛋白，如G蛋白
第八章细胞信号转
细胞信号的类型
一、通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯： 内分泌－激素（进入血液） 旁分泌－局部介质（如局部炎症和伤口愈合） 自分泌－细胞对自身分泌物产生反应 化学突触－神经递质（快速100m/s，信号转导） 二、依赖接触－与膜结合的信号分子（例如在胚胎发
育中细胞的分化） 三、间隙连接
◆在该系统中，细胞外信号要被转换成第二信息 cAMP引起细胞反应
◆cAMP的合成和降解，在细胞内的浓度迅速变化 ◆cAMP介导的细胞反应多是增加代谢燃料的消耗
速度。例如人受惊吓或激动时，释放肾上腺素， 其结合多种细胞的G蛋白偶联受体，导致cAMP浓 度增加，在骨骼肌中，介导糖原分解，在脂肪细 胞中，介导脂肪分解，在心脏，介导心率增加
第八章细胞信号转
注意：有开必有关，激活与失活同样重要
第八章细胞信号转
通过细胞内受体介导的信号传递
多为基因调控蛋白 如类固醇激素（包括皮质醇、 雌二醇和睾酮）和甲
状腺激素
第八章细胞信号转
当男性缺乏睾酮 受体时，会全面 表现出女性特征， 这证明睾酮受体 的关键作用，同 时也说明 该受体介导多种 细胞的不同效应
第八章细胞信号转
细胞内信号级联反应
又称信号通路，有以下特点： 1 它们把信号从接受部位传递到应答部位 2 它们把信号变换为能刺激细胞反应的某种分子形
式 3 大多数情况下，信号级联反应放大所接收的信号 4 信号级联反应能分选信号，以至平行地影响几个
过程 5 信号级联反应的每一步易受到其他因素干扰
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
细胞表面受体主要类型∶ ◆离子通道偶联受体 ◆G-蛋白偶联受体 ◆酶联受体 许多细胞外信号分子具有一种类型以上的受体，
如乙酰胆碱 外源性物质也能通过和受体结合干扰生理功能和
感觉，如海洛因、辣椒粉。它们模拟天然配体， 大多数药物和毒素都是如此。
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
离子通道偶联受体
◆见于可兴奋细胞间的突触信号传递，产生一种
电效应。常见于神经系统和其它电兴奋细胞如 肌细胞 ◆受体本身就是形成通道的跨膜蛋白。如乙酰胆 碱受体就是离子通道偶联受体。 ◆它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白, 除有配 体结合部位外, 本身就是离子通道的一部分, 并 籍此将信号传递至细胞内。
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
细胞应答的复杂性 1 每个细胞应答有限的一组信号（取决于受
体） 2 一个和同一类受体结合的信号能引起靶细
胞的多种效应，如形状、代谢、基因表达 等 3 不同的细胞对同一信号的反应可能不同 4 不同信号的组合效果
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
受体（receptor ）
• 概念:能够识别和选择结合信号分子并能引 起一系列生物学效应的生物大分子. 多为糖 蛋白
• 存在部位 ◆细胞表面（表面受体） ◆细胞内（细胞内受体）
第八章细胞信号转
第八章细胞信号转
受体的作用特性:
◆结合特异性----与信号分子空间结构的互补 ◆效应特异性 ◆受体交叉