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（diacylglycerol,
DAG）
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②对基因表达的调节作用
在基因转录调控区有一共同的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
(3）一种信息分子可作用几条信息传递途径。如胰
岛素与膜受体结合后，可通过受体底物激活，
PLC 产生 IP3 和 PAG ，激活 PKC ；另外也可激
活 Ras 途径。
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细胞在转导信号过程中所采用的基本方式包括：
①改变细胞内各种信号转导分子的构象
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一、G蛋白在cAMP-PKA通路中的作用
cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统 的简称(protein kinase A system, PKA)；
概念：细胞外信号和G蛋白偶联的受体结合，导 致胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应 的信号通路。

（一）磷脂酶激活
信息分子 通过此途径传递信号的第一信使主要有 儿茶酚胺、生长因子、抗利尿激素、乙酰胆碱、神 经递质等。 G蛋白 也是由、、三种亚基构成的三聚体，为 Gp型，其激活机制与前述G蛋白相似。
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PLC
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DAG和IP3 PLC激活后，可特异性催化质膜上的
磷脂酰肌醇-4,5-双磷酸（PIP2 ）水解产生两种第二

5.PKA的作用 ①对糖代谢的调节作用
PKA可促使多种酶或蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基
的磷酸化，从而调节酶的催化活性或蛋白质的生
理功能。
例如肾上腺素调节糖原分解的级联反应。
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肾上腺素的cAMP信号转导机制
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cAMP-蛋白激酶A通路组成要素
胞外信息分子（第一信使） 膜受体 G蛋白
腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase，AC)
第二信使——cAMP
蛋白激酶A (protein kinase A，PKA)
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cAMP是第一个被发现的第二信使。1971年获诺贝 尔生理学和医学奖
萨瑟兰（Earl W. Sutherland, Jr） 1915 ~ 1974
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（1）一条信息途径的成员，可参与激活或抑制另一条 信息途径。如促甲状腺素释放激素与膜受体结合后， 通过Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统激活PKC，同时 Ca2+浓度增高会激活腺苷酸环化酶，生成cAMP，进 而激活PKA
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（2）两种不同的信息途径可共同作用于同一种效应

cAMP变构激活PKA， PKA磷酸化激活磷酸化激 酶，再磷酸化激活糖原磷 酸化酶活性，促进糖原分 解的调节。
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PKA 对底物蛋白的磷酸化作用
底物蛋白 组蛋白 核蛋白体蛋白 细胞膜蛋白 微管蛋白 心肌肌原蛋白 磷酸化的后果 失去对转录 的阻遏作用 加速翻译 膜蛋白构象及 功能改变 构象和功能改变 易与Ca2+结合 生理意义 转录，促进 蛋白质的合成 促进蛋白质的合成 改变膜对水及离子 通道的通透性 影响细胞分泌 加强心肌收缩
4.cAMP
αs-GTP激活腺苷酸环化酶（AC），催化
ATP转化成cAMP、
cAMP经磷酸二酯酶降解成5`-AMP、胰岛素能激活
该酶、茶碱则抑制酯酶。
cAMP是分布广泛而重要的第二信使、细胞内的平均 浓度为10－6mol/L、其浓度受腺苷酸环化酶和磷酸二 酯酶调节。
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靶细胞的受体特异性结合
平变化，进而引起细胞
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
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应答反应的一系列过程。

信号通路
信号通路（signaling pathway）指细胞接受外 界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转
导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起 细胞的应答反应。

cAMP-蛋白激酶A途径涉及的反应链 配体→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环 化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→ 基因调控蛋白→基因转录
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1.胞外信息分子
通过这一途径传递信号的
第一信使主要有儿茶酚胺类激素、胰高血糖 素等（含氮激素）。 2.膜受体 胞外信息分子结合的受体为G蛋白 偶联型膜受体、形成激素-受体的复合物、使 受体变构激活。
protein,CREB)相互作用而调节此基因的转录。
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PKA的催化亚基进入胞核后、催化反式作用因
子—CREB中特定的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化、
磷酸化的CREB形成二聚体、与DNA上的CRE结 合、从而激活受CRE调控的基因转录。
PKA还可使细胞核内蛋白质等磷酸化、影响这些
【目的要求】
掌握:cAMP-PKA信号转导通路；
cAMP对糖原代谢过程的调节; cAMP对基因表达的调节；
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信号通路是以三磷酸肌醇(IP3)及二脂酰甘油(DAG) 为第二信使的双信号途径。 胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结合，
一、磷脂与Ca2+蛋白激酶通路的基本要素
胞外信息分子及其受体 G蛋白及磷脂酶 (PLC) 甘油二酯 (DAG)和蛋白激酶C(PKC ) 三磷酸肌醇 (IP3)和IP3受体、Ca2+ 钙调蛋白(calmodulin , CaM） 依赖CaM的蛋白激酶(CaMPK)
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PKA对基因表达的调节作用（演示）
Ｃ Ｃ
Pi
Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ
Pi
ＣＣ ＲＲ ＥＥ ＢＢ
Pi
Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ
Pi
细 胞 核
DNA
ＣＲＥ
结构基因
蛋白质
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βγ二聚体参与PH结构域（如AC、PLC、Ras、MAPK
等）的调节、改变相应酶活性。 GTP水解构成G蛋白循环。
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R Ｒ
β β γ
GTP
α
γ
A A C C
GDP cAMP
ATP
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cAMP的作用机制
真核细胞、cAMP通过激活cAMP依赖性蛋白激酶系统
（PKA）实现调节作用。
PKA是一种由四个亚基构成的寡聚体。其中有两个亚
基为催化亚基，另两个亚基为调节亚基。当调节亚基 与cAMP结合后发生变构（每一调节亚基可结合两分 子cAMP），与催化亚基解聚，从而激活催化亚基。
激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+
腺苷环化酶 （无活性） 腺苷环化酶（有活性）
受体
ATP
cAMP
磷酸化酶b激酶
Pi
磷蛋白磷酸酶-1
PKA
(无活性)
PKA
(有活性) 磷酸化酶b激酶-P
–
糖原合酶 Pi
糖原合酶-P 磷蛋白磷酸酶-1
磷酸化酶b
Pi
磷酸化酶a-P
磷蛋白磷酸酶-1
–
–
Company Logo 磷蛋白磷酸酶抑制剂-P
②改变信号转导分子的细胞内定位
③促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚
④改变小分子信使的细胞内浓度或分布
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“人类为什么能感受到春天紫
紫 丁 香
丁香的香气， 并在任何时候都能提取出这种 嗅觉上的记忆”。人能够分辨 和记忆约1万种不同的气味， 但人具有这种能力的基本原理 是什么？？ 香气 ---受体结合-- G蛋白---纤 毛膜上的离子通道----产生电信 号---沿着神经细胞的轴突传送--嗅球
磷脂酶C (PLC) Gp蛋白介导激活PLC；生长因
子与相应受体结合、使受体二聚化和自身磷酸化 、 为PLC的SH2提供描点位点、 PLC其酪氨酸残基被
磷酸化修饰而激活。
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PLC有三种，其中主要是PLC 被激活，
PLC
PLC
蛋白质的功能。
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cAMP activate protein kinase A, which phosphorylate CREB （CRE binding protein ） protein and initiate gene transcription. CRE is cAMP response element in DNA with a motif 5'TGACGTCA3'
蛋白或同一基因调控区而协同发挥作用。如糖原
磷酸化酶，其α，β亚基可被PKA磷酸化而使酶活
化，σ亚基可与Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶系统通路
产生的Ca2+结合而使酶活化。上述两条途径在核
内可使转录因子CREB的Ser 133激酶磷酸化而活 化，进而调控多种基因表达