磷酸化酶激酶β
果糖-1，6-二磷酸酶 磷酸酶-1蛋白
肌球蛋白轻链激酶
磷酸果糖激酶
抑制剂-1的磷酸化和去磷酸 化在激素应答中的作用
cAMP途径的信号解除方式
通过cAMP磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase，PDE)将cAMP的环破 坏，形成5‘-AMP(图22)。 通过抑制型的信号作用于Ri，然后通过Gi起 作用。
糖皮质激素受体激活
第二节 离子通道偶联型受体
具有离子通道作用的细胞质膜受体称为离 子通道受体， 这种受体见于可兴奋细胞间 的突触信号传导，产生一种电效应。 离子通道偶联型受体又可分为阳离子通道， 如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体 （图4、5），以及阴离子通道，如甘氨酸 和γ－氨基丁酸的受体

某些G蛋白的功能
效应物 G蛋白 作用
腺苷酸环化酶
K+ 离子通道 磷脂酶C
Gs Gi
Gi Gp
激活酶活性 抑制酶活性
打开离子通道 激活酶活性
cGMP磷酸二脂酶
Gt
激活酶活性
2.小G蛋白
小G蛋白（Small G Protein）因分子量只有 20～30KD而得名，同样具有GTP酶活性， 在多种细胞反应中具有开关作用。 小G蛋白的共同特点是：当结合了GTP时即 成为活化形式，这时可作用于下游分子使 之活化，而当GTP水解成为GDP时（自身 为GTP酶）则回复到非活化状态。

在某些细胞中，G蛋白不仅可激活其效应物酶的 活性（又称向上调节，up regulation），也可抑 制其活性（向下调节，down regulation），因此， G蛋白偶联系统有激活型和抑制型两种不同的系 统
Gs调节模型

霍乱弧菌(Vibrio cholerae)感染人体后，产生一种 毒素：霍乱毒素(cholera toxin，一种毒蛋白)，具 有催化作用，可将NAD+上的ADP-核糖基团转移 到Gsα亚基上(图17)， 使G蛋白核糖化(ADPribosylation)，这样抑制了α亚基的GTPase活性， 从而抑制了GTP的水解，使Gs一直处于激活状态。 其结果使腺苷酸环化酶处于永久活性状态， cAMP的形成失去控制，引起Na+和水分泌到肠腔 导致严重腹泄。这是典型的激活型G蛋白偶联系 统。
乙酰胆碱受体结构模型
乙酰胆碱受体的三种构象
神经肌肉接点处的离子通道型受体
γ－氨基丁酸（GABA）受体结构
离 子 通 道 偶 联 受 体 与 信 号 传 导
①动作电位到达突触末 端，引起暂时性的去极 化；②去极化作用打开 了电位门控钙离子通道， 导致钙离子进入突触球； ③Ca2+浓度提高诱导分 离的含神经递质分泌泡 的分泌，释放神经递质； ④Ca2+引起储存小泡分 泌释放神经递质；⑤分 泌的神经递质分子经扩 散到达突触后细胞的表 面受体；⑥神经递质与 受体的结合，改变受体 的性质；⑦离子通道开 放，离子得以进入突触 后细胞；⑧突触后细胞 中产生动作电位。

cAMP磷酸二酯酶催化cAMP生成5'-AMP
肝细胞对胰高 血糖素和肾上 腺素的应答
cAMP信号受体的组分

① 激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体 （Ri）； ② 活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白 （Gi）； ③ 腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）； ④ 蛋白激酶A（PKA）； ⑤ 环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）。

G蛋白偶联受体能够激活心肌质膜的K+离子通道（打开）
视觉感受器中的G蛋白
4. G蛋白偶联系统中的效应物
腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase,AC） 磷脂酶C（PLC-β） 由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通 路主要包括： cAMP信号通路 磷脂酰肌醇信号通路

G蛋白和cAMP在信号转导中的作用

G蛋白循环(G protein cycle)

ห้องสมุดไป่ตู้
G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上： 一种是静息状态，即三体状态；另一种是活性状 态。G蛋白由非活性状态转变成活性状态，尔后 又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环。 G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联： GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein， GAPs) ;鸟苷交换因子(guanine nucleotideexchange factors，GEFs) ;鸟苷解离抑制蛋白 (guanine nucleotide-dissociation inhibitors， GDIs)
磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3
IP3和DG的作用
PKC途径
蛋白激酶C激活特定基因转录的两种途径
胞质溶胶中IP3的命运
Ca2+信号的消除
处于静息状态的磷脂肌醇信号转导系统
肝细胞中两个 第二信使的协 同作用，促进 糖原分解并抑 制糖原合成
某些激活磷脂酶C的信号分子
信号分子 肾上腺素 加压素 PDGF 乙酰胆碱 凝血酶 靶细胞 肝细胞(α1受体) 肝细胞 成纤维细胞 平滑肌(毒蝇碱性受体) 血小板 反应 糖原裂解 糖原裂解 细胞增殖 收缩 凝结
第三节 G蛋白偶联型受体
1. G蛋白



三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein）简称G蛋白，位于质膜胞质侧， 由α、β、γ三个亚基组成，总相对分子质量在 100kDa左右。α和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链 尾结合在膜上。 G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用， 当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结 合时处于开启状态。 α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的ATP水解， 恢复无活性的三聚体状态
双信使系统

在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与 细胞表面G蛋白偶联型受体结合，激活质膜 上的磷脂酶C（PLC-β），使质膜上4，5二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4， 5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG） 两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号 （图30），这一信号系统又称为“双信使 系统”（double messenger system）。
腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP
cAMP信号受体
cAMP激活蛋白激酶A
可被PKA磷酸化的某些底物
肌钙蛋白Ⅰ 激素敏感性脂酶 肝酪氨酸羟化酶 磷酸化酶激酶 丙酮酸激酶 S6核糖体蛋白 肌糖原合成酶 乙酰胆碱受体δ 磷酸化酶激酶α
蛋白磷酸酶抑制剂-1
乙酰CoA羧化酶 CREB(cAMP效应元件结合因子
第二章 蛋白质结构 与功能——受体
第一节 分子识别 第二节 离子通道偶联型受体 第三节 G蛋白偶联型受体 第四节 酶偶联型受体 第五节 细胞内受体

第一节 分子识别
细胞通讯中，由信号传导细胞送出的 信号分子必须被靶细胞接收才能触发靶细 胞的应答，接收信息的分子称为受体 （ receptor），信号分子则被称为配体 （ligand）。
■根据表面受体与质膜的结合方式，则可
分为单次跨膜、7次跨膜和多亚单位跨膜受 体
细胞内受体： 通常有两个不同的结构域， 一个是与DNA结合的结构 域， 另一个是激活基因转 录的N端结构域。此外有 两个结合位点，一个是与 配体结合的位点，位于C 末端，另一个是与抑制蛋 白结合的位点，在没有与 配体结合时，则由抑制蛋 白抑制了受体与DNA的结 合，若是有相应的配体， 则释放出抑制蛋白。
Ca2+ 与钙调蛋白
由IP3动员释放到细胞内的Ca2+ 除了参与 蛋白激酶C的激活以外，在细胞的生命活动 中还有许多重要作用。 2+ 2+ 一个钙调蛋白可以结合4个Ca 。Ca 同 钙调蛋白结合形成钙-钙调蛋白复合物 (calcium-calmodulin complex)，就会引起 钙调蛋白构型的变化，增强了钙调蛋白与 许多效应物结合的亲和力。

细胞中Ca2+浓度的调节
CaM-蛋白激酶的激活
Ca2+在植物叶保卫细胞关闭中的第二信使作用
第四节 酶偶联型受体

酶偶联型受体（enzyme linked receptor） 分为两大类型，其一是本身具有激酶活性， 如肽类生长因子（EGF，PDGF，CSF等） 受体；其二是本身没有酶活性，但可以连 接非受体酪氨酸激酶，如细胞因子受体超 家族。

1. 受体酪氨酸激酶
受体酪氨酸激酶的二聚化和自磷酸化
受 体 酪 氨 酸 激 酶 的 信 号 转 导
R A S 信 号 途 径
酪氨酸磷酸 化的IRS在 激活信号转 导途径中的 作用
蛋 白 激 酶 B 的 活 化
表皮生长因子受体
EGF受体及Ras的激活
2. 受体丝氨酸/苏氨酸激酶
G蛋白偶联系统的组成：膜结合机器
G-蛋白偶联型受体为7次跨膜蛋白
G蛋白偶联受体信号转导系统的特点
系统由三个部分组成，即7次跨膜的受体、 G蛋白和效应物(酶) 产生第二信使

G蛋白偶联型受体包括：
多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受 体（如β-肾上腺素受体、胰高血糖素受体、 促甲状腺素受体、后叶加压素受体、促黄 体生长素受体、促卵泡激素受体等） 在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素 的受体，亦属G蛋白偶联型受体，如视紫红 质(脊椎动物眼中的光激活光受体蛋白)，以 及脊椎动物鼻中的嗅觉受体。
酶偶联型受体共同点
①通常为单次跨膜蛋白，如胰岛素和胰岛 素样的生长因子－1(IGF-I)的受体，有a和b 两种亚基，组成四聚体型受体，其中b亚基 具有酪氨酸激酶活性； ②接受配体后发生二聚化而激活，起动其 下游信号转导。

已知的酶偶联型受体
①受体酪氨酸激酶、 ②酪氨酸激酶连接的受体、 ③受体酪氨酸磷脂酶、 ④受体丝氨酸/苏氨酸激酶、 ⑤受体鸟苷酸环化酶、 ⑥组氨酸激酶连接的受体