细胞信号：
• 生物细胞所接受是的信号既可以物理信号（光、 热、电流），也可以是化学信号，但是在有机 体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信 号。
• 化学信号一般通过受体起作用，故又称为配体 （ligand），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。
• 一种配体常可以有两种以上的受体。
细胞信号转导异常 与疾病(ppt)
（优选）细胞信号转导异常与 疾病
Cell signal transduction
signal
cell
Biological change
Proliferation Differentiation
Metabolism Function Stress Apoptosis
GDP
G
GTP
G
◆ G蛋白激活：GTP与Gα相结合 ◆ G蛋白失活：GTP酶水解GTP
激活态和失活态可以相互转化。
G蛋白活性的调节
受体
GDP
GDP G
G
GTP
效应蛋白 G
效应蛋白
GTP G
• G蛋白与激活态G蛋白的相互转换，在信号转 导的级联反应中起着分子开关的作用。当 GPCR被配体激活后， G 上的GDP被GTP所 取代，这是G蛋白激活的关键步骤。
oror lossdisease
第一节 细胞信号转导的概述
细胞信号转导的概念：（concept）
细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信号分子的刺激， 经细胞内信号转导系统转换而影响其生物学功能的过程。
signal
cell
Biological change
Proliferation Differentiation
配体（信号分子）*
激活 G-GDP
ATP
受体
G
G-GTP
cAMP
G 直接
改变功能
G
三聚体
产生
GTP
应答 G 终止
GDP 反应
图-2 G蛋白的激活与作用
参与G蛋白耦联受体介导的信号转导的信号分子 G的分类：Gs、Gi、Gq/11、 G12/13（四个亚家族)
G蛋白效应器：腺苷酸环化酶（AC) 磷脂酶C(PLC) 磷酸二脂酶（PDE)
Metabolism Function Stress Apoptosis
是细胞对外界刺激做出应答反应的基本生物学方式。
细胞信号转导的研究意义
当今生命科学研究中的一个中心问 题是关于细胞代谢、生长、发育、适应、 防御和凋亡等的调节机制，以及调控异 常与疾病，特别是与一些重大疾病如： 肿瘤、心血管病、糖尿病及老年性痴呆 的关联。这些问题与生物信号分子所携 带的信息在细胞内的传递有关。
（核内）
cAMP反应元件结合→激活靶基因转录
(2) Gi →AC↓→cAMP↓
受体
Gs
Gi
＋
－
腺苷酸环化酶
α2受体 M受体
cAMP
PKA
CREB
靶蛋白
靶基因
磷酸化
转录
CRE
Adenylyl cyclase(AC) signal transduction pathway
1.G蛋白耦联型受体（GPCR)：2000种 结构上的共同特征是由单一肽链7次穿越膜，构成7次跨
膜受体。
2.G蛋白
G蛋白（GTP-binding protein）是指可 与鸟嘌吟核苷酸可逆性结合的蛋白质家族。 它是G蛋白偶联受体与效应蛋白间的信号转 换器（分子开关）。
G蛋白的结构
G蛋白的分类 (Classification)
常见的细胞信号转导通路
有很多。主要介绍5种：
• G蛋白偶联受体介导的信号通路* • 受体酪氨酸激酶介导的信号通路 • 非受体酪氨酸蛋白激酶介导的信号通路 • 糖皮质激素受体介导的信号通路 • 甲状腺激素受体介导的信号通路
一、G蛋白耦联受体（GPCR)介导的信号通路
（一）参与信号转导的信号分子:ห้องสมุดไป่ตู้
包括膜受体、G蛋白、G蛋白效应器和第二信使等
细胞信号转导研究的 两大主要任务
认识生命过程 揭示生命本质
阐明重大疾病 发生发展机制
细胞代谢 生长发育 防御适应 细胞凋亡
肿瘤 心血管病 糖尿病 老年痴呆
细胞信号转导系统的组成（composing）：
1、细胞信号 2、接收信号的受体或离子通道、黏附分子 3、信号转导通路 4、细胞内的效应器——靶蛋白
细胞信号转导的基本过程
信号的接收和转导
化学 物理
信号 → 受体
核受体 膜受体
→ 细胞信号转导通路
（级联反应）
cascade
诱发特定的应答反应
受体：（receptor）
靶细胞中能识别配体，并与其特异结合后, 引起一定生
物效应的蛋白质或糖脂。受体有膜受体和核受体，绝大多数 受体具有信号转导功能。
膜受体： 核受体：
GDP G
如：Ras
Ras是通过与其共价相连的异戊二酰基锚定在膜上的 一种分子较小、单体鸟氨酸结合蛋白。当Ras Gα与GDP 解离而与GTP结合并被激活时，Ras蛋白被活化，介导胞 内信号转导。并最终激活促分裂原活化的蛋白激酶 （mitogen –activated protein kinase, MAPK）,后者磷酸化 细胞核转录因子,调节细胞增殖所需基因的打开与关闭。
两类, 约 150余种：
①由α、β和γ亚单位组成的异三 聚体,在膜受体与效应器之间的 信号转导中起中介作用。
GDP G
其中Gα亚基有21种，是决定G 蛋白功能的
主要亚基, 可以与GTP或GDP结合，也具有GTP 酶的活性,β亚基有5种，γ亚基有11种。
②小分子G蛋白—小肽（21-28KD） 只具有G蛋白亚基的功能，在细 胞内进行信号转导。
第二信使： CAMP IP3 DG CGMP Ca++
蛋白激酶： PKA
PKC
活化的G蛋白能激活以下多条信号转导通路：
(1) Gs →AC↑→cAMP-PKA
PKA →蛋白磷酸化
（核外） （腺苷酸环化酶）
L型钙通道磷酸化→心肌收缩力↑ 磷酸化酶激酶磷酸化→糖原↑
PKA→ cAMP反应元件结合蛋白磷酸化促进与靶基因中的
G-protein-coupled receptor, GPCR* Receptor tyrosine kinase, RTK* 丝/苏氨酸蛋白激酶(PSTK)型受体家族 死亡受体家族（TNFR, Fas） 离子通道型受体 细胞黏附分子
糖皮质激素受体，GR* 性激素受体, SHR 甲状腺激素受体, TR* 1,25(OH)2VD3受体，VDR 维甲酸受体，RAR 代谢性受体 小分子气体受体 孤儿受体