細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座

另首先信息物質(zhì)如核酸和蛋白質(zhì)信息在不一樣世代間傳遞維持了種族延續(xù)。生命現(xiàn)象是信息在同一或不一樣時(shí)空傳遞現(xiàn)象，生命進(jìn)化實(shí)質(zhì)上就是信息系統(tǒng)進(jìn)化。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第1頁(yè)單細(xì)胞生物經(jīng)過(guò)反饋調(diào)整，適應(yīng)環(huán)境改變。多細(xì)胞生物則是由各種細(xì)胞組成細(xì)胞社會(huì)，除了反饋調(diào)整外，更有賴于細(xì)胞間通訊與信號(hào)傳導(dǎo)，以協(xié)調(diào)不一樣細(xì)胞行為，如：①調(diào)整代謝，經(jīng)過(guò)對(duì)代謝相關(guān)酶活性調(diào)整，控制細(xì)胞物質(zhì)和能量代謝；細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第2頁(yè)②實(shí)現(xiàn)細(xì)胞功效，如肌肉收縮和舒張，腺體分泌物釋放；③調(diào)整細(xì)胞周期，使DNA復(fù)制相關(guān)基因表示，細(xì)胞進(jìn)入分裂和增殖階段；④控制細(xì)胞分化，使基因有選擇性地表示，細(xì)胞不可逆地分化為有特定功效成熟細(xì)胞；⑤影響細(xì)胞存活.細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第3頁(yè)本章主要內(nèi)容細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)概述細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)酶聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)信號(hào)整合與控制細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第4頁(yè)第一節(jié)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)概述一、細(xì)胞通訊

是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出信息經(jīng)過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生對(duì)應(yīng)反應(yīng)。細(xì)胞間通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體發(fā)生和組織構(gòu)建，協(xié)調(diào)細(xì)胞功效，控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂、分化和凋亡是必須。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第5頁(yè)（一）細(xì)胞通訊方式

分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊:

內(nèi)分泌（endocrine）

旁分泌（paracrine）

自分泌（autocrine）

化學(xué)突觸（chemicalsynapse）

接觸性依賴通訊:細(xì)胞間直接接觸，信號(hào)分子與受體都是細(xì)胞跨膜蛋白.

間隙連接或胞間連絲實(shí)當(dāng)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第6頁(yè)A:內(nèi)分泌,由內(nèi)分泌腺產(chǎn)生激素,分泌進(jìn)入血液循環(huán),作用于對(duì)應(yīng)靶器官;B:旁分泌,信號(hào)細(xì)胞分泌局部化學(xué)介質(zhì)釋放到細(xì)胞外液中,作用于鄰近靶細(xì)胞;C:自分泌,細(xì)胞對(duì)其本身分泌信號(hào)分子起反應(yīng);

D:化學(xué)突觸,神經(jīng)信號(hào)(神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)肽)經(jīng)過(guò)突觸傳遞影響靶細(xì)胞;E:接觸依賴性通訊,細(xì)胞間接觸性依賴信號(hào)傳遞需要細(xì)胞膜與細(xì)胞膜之間彼此直接接觸.細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第7頁(yè)（二）信號(hào)分子與受體1、信號(hào)分子（signalmolecule）：指能與膜受體或胞漿受體結(jié)合，相互作用并產(chǎn)生特定生物學(xué)效應(yīng)物質(zhì)，可分為親水和親脂兩類(lèi)。1).親脂性信號(hào)分子：甾類(lèi)激素，甲狀腺素.2).親水性信號(hào)分子：神經(jīng)遞質(zhì)，生長(zhǎng)因子，局部化學(xué)遞質(zhì)，大多數(shù)激素.3).氣體性信號(hào)分子：NO,CO.特點(diǎn)：①特異性；②高效性；③可被滅活。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第8頁(yè)2、受體（receptor）多為糖蛋白，指任何能夠同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥品或細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子結(jié)合并能引發(fā)細(xì)胞功效改變生物大分子。特征：①特異性；②飽和性；③高度親和力。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第9頁(yè)

細(xì)胞內(nèi)受體:

為胞外親脂性信號(hào)分子所激活激素激活基因調(diào)控蛋白（胞內(nèi)受體超家族）。受體類(lèi)型：細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第10頁(yè)

細(xì)胞表面受體:為胞外親水性信號(hào)分子所激活，細(xì)胞表面受體分屬三大家族：

離子通道耦聯(lián)受體（ion-channel-linkedreceptor）

G-蛋白耦聯(lián)受體（G-protein-linkedreceptor）

酶耦連受體（enzyme-linkedreceptor）細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第11頁(yè)A:離子通道耦聯(lián)受體B：G蛋白耦聯(lián)受體C：酶聯(lián)受體3種類(lèi)型細(xì)胞表面受體細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第12頁(yè)細(xì)胞表面受體細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第13頁(yè)

受體功效：

介導(dǎo)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸(受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用)

信號(hào)傳導(dǎo)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第14頁(yè)3、第二信使與分子開(kāi)關(guān)靶細(xì)胞：是信號(hào)分子作用效應(yīng)細(xì)胞，它經(jīng)過(guò)受體對(duì)信號(hào)結(jié)合特異性（專(zhuān)一識(shí)別信號(hào)）及其本身固有特征對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行反應(yīng)（反應(yīng)差異）。第二信使（secondmessenger）:第一信使與受體作用后在胞內(nèi)最早產(chǎn)生信號(hào)分子。主要有：cAMP，cGMP，IP3（肌醇三磷酸），DAG或DG（二?；视突蚍Q(chēng)二酰甘油）細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第15頁(yè)

水溶性信號(hào)分子（如神經(jīng)遞質(zhì)）不能穿過(guò)靶細(xì)胞膜，只能經(jīng)膜上信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞，所以這類(lèi)信號(hào)分子又稱(chēng)為第一信使（primarymessenger）作用：信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第16頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第17頁(yè)分子開(kāi)關(guān)蛋白是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞時(shí)作為分子開(kāi)關(guān)蛋白質(zhì)。含有正/負(fù)兩種相輔相成反饋機(jī)制，可分為兩類(lèi):一類(lèi)開(kāi)關(guān)蛋白活性由蛋白激酶使之磷酸化而啟開(kāi)，由蛋白磷酸酶使之去磷酸化而關(guān)閉。許多由可逆磷酸化控制開(kāi)關(guān)蛋白是蛋白激酶本身，在細(xì)胞內(nèi)組成信號(hào)傳遞磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)。另一類(lèi)主要開(kāi)關(guān)蛋白由GTP結(jié)合蛋白組成，結(jié)合GTP而活化，結(jié)合GDP而失活。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第18頁(yè)二、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及基特征幾個(gè)輕易混同概念細(xì)胞信號(hào)發(fā)放（cellsignaling）：

細(xì)胞釋放信號(hào)分子，將信息傳遞給其它細(xì)胞。細(xì)胞通訊（cellcommunication）：細(xì)胞發(fā)出信息經(jīng)過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生對(duì)應(yīng)反應(yīng)過(guò)程。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第19頁(yè)細(xì)胞識(shí)別（cellrecognition）：

細(xì)胞之間經(jīng)過(guò)細(xì)胞表面信息分子相互作用，引發(fā)細(xì)胞反應(yīng)現(xiàn)象。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）：

指外界信號(hào)（如光、電、化學(xué)分子）作用于細(xì)胞表面受體，引發(fā)胞內(nèi)信使?jié)舛雀淖?，進(jìn)而造成細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)一系列過(guò)程。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第20頁(yè)1、細(xì)胞信號(hào)路徑組成

經(jīng)過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)信號(hào)路徑由下4個(gè)步驟組成：第一步：細(xì)胞經(jīng)過(guò)特異性受體識(shí)別胞外信號(hào)分子；第二步：信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)；第三步：經(jīng)過(guò)胞內(nèi)級(jí)聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大作用，并終致細(xì)胞活性改變；第四步：因?yàn)樾盘?hào)分子失活，細(xì)胞反應(yīng)終止或下調(diào)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第21頁(yè)從細(xì)胞表面到細(xì)胞核信號(hào)路徑是由細(xì)胞內(nèi)各種不一樣信號(hào)蛋白組成信號(hào)傳遞鏈，這條信號(hào)蛋白鏈負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)上述4個(gè)信號(hào)傳遞主要步驟，除細(xì)胞表面受體之外還包含以下各類(lèi)蛋白質(zhì)：細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第22頁(yè)轉(zhuǎn)承蛋(relayprotein):

負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單地將信息傳給信息鏈下一個(gè)組分。信使蛋白(messengerprotein):

攜帶信號(hào)從一部分傳遞到另一部分，如從細(xì)胞質(zhì)傳遞到細(xì)胞核。接頭蛋白(adaptorprotein):

起連接信號(hào)蛋白作用。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第23頁(yè)放大和轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋(amplifierandtransducerprotein):通常由酶或離子通道蛋白組成，介導(dǎo)產(chǎn)生信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)（cascade）傳感蛋白(transducerprotein):

負(fù)責(zé)信號(hào)不一樣形式轉(zhuǎn)換。分歧蛋白(bifurcationprotein):

將信號(hào)從一條路徑傳輸?shù)搅硗饴窂?。?xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第24頁(yè)整合蛋白(integratorprotein):從2條或多條信號(hào)路徑接收信號(hào)，并在向下傳遞之前進(jìn)行整合。潛在基因調(diào)控蛋白(latentgeneregulatorprotein):這類(lèi)蛋白在細(xì)胞表面被活化受體激活，然后遷移到細(xì)胞核刺激基因轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第25頁(yè)（二）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白相互作用受體經(jīng)過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白相互作用組成不一樣信號(hào)通路而傳輸信號(hào)，這必定包括信號(hào)蛋白之間靠何種機(jī)制保障彼此準(zhǔn)確聯(lián)絡(luò)。細(xì)胞內(nèi)蛋白之間相互作用是靠蛋白質(zhì)模式結(jié)合域特異性介導(dǎo)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第26頁(yè)（三）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要特征特異性放大作用信號(hào)終止或下調(diào)細(xì)胞對(duì)信號(hào)整合作用細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第27頁(yè)第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)●甾類(lèi)激素介導(dǎo)信號(hào)通路兩步反應(yīng)階段：

初級(jí)反應(yīng)階段：

直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄初級(jí)反應(yīng)階段，發(fā)生快速；

次級(jí)反應(yīng)：初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物再活化其它基因，產(chǎn)生延遲放大作用。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第28頁(yè)（A）細(xì)胞內(nèi)受體蛋白作用模型；（B）幾個(gè)胞內(nèi)受體蛋白超家族組員:皮質(zhì)醇受體，雌激素受體，孕酮受體，維生素D受體，甲狀腺素受體，視黃酸受體。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第29頁(yè)胞內(nèi)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)1.細(xì)胞內(nèi)受體本質(zhì)是激素激活基因調(diào)控蛋白。2.細(xì)胞內(nèi)受體與抑制性蛋白（如Hsp90）結(jié)合形成復(fù)合物，處于非活化狀態(tài)。配體（如皮質(zhì)醇）與受體結(jié)合，造成抑制性蛋白從復(fù)合物上解離下來(lái)，從而受體經(jīng)過(guò)暴露它DNA結(jié)合位點(diǎn)而被激活。3.受體結(jié)合DNA序列是受體依賴轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第30頁(yè)甾類(lèi)激素1.甾類(lèi)激素分子相對(duì)質(zhì)量為300Da左右，這類(lèi)激素通常表現(xiàn)為影響細(xì)胞分化等長(zhǎng)久生物學(xué)效應(yīng)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第31頁(yè)2.甾類(lèi)激素誘導(dǎo)基因活化分為兩個(gè)階段：①直接活化少數(shù)基因轉(zhuǎn)錄初級(jí)反應(yīng)階段，發(fā)生快速。②初級(jí)反應(yīng)基因產(chǎn)物再活化其它基因，產(chǎn)生延遲次級(jí)反應(yīng)，對(duì)初級(jí)反應(yīng)起放大作用。3.個(gè)別親脂性小分子，如前列腺素，其受體在細(xì)胞膜上。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第32頁(yè)直接活化少數(shù)基因轉(zhuǎn)錄初級(jí)反應(yīng)階段，發(fā)生快速.次級(jí)反應(yīng)階段：初級(jí)反應(yīng)基因產(chǎn)物再活化其它基因，產(chǎn)生延遲放大作用。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第33頁(yè)NO1.NO可快速擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜，作用于鄰近細(xì)胞。2.血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是NO生成細(xì)胞，NO生成由一氧化氮合酶（nitricoxidesynthase，NOS）催化，以L精氨酸為底物，以NADPH作為電子供體，生成NO和L瓜氨酸。3.NO沒(méi)有專(zhuān)門(mén)儲(chǔ)存及釋放調(diào)整機(jī)制，靶細(xì)胞上NO多少直接與NO合成相關(guān)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第34頁(yè)NO作用機(jī)理：1.乙酰膽堿→血管內(nèi)皮→Ca2+濃度升高→NO合酶→NO→平滑肌細(xì)胞→鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶→cGMP→血管平滑肌細(xì)胞Ca2+離子濃度下降→平滑肌舒張→血管擴(kuò)張、血流通暢。2.硝酸甘油治療心絞痛含有百年歷史，其作用機(jī)理是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為NO，可舒張血管，減輕心臟負(fù)荷和心肌需氧量。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第35頁(yè)Guanylatecyclase（cGMPase）

(鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第36頁(yè)RegulationofcontractilityofarterialsmoothmusclebyNOandcGMP細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第37頁(yè)第三節(jié)G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)一、G蛋白耦聯(lián)受體結(jié)構(gòu)與激活G蛋白：即：trimericGTP-bindingregulatoryprotein（三聚體GTP結(jié)合調(diào)整蛋白）。組成：

αβγ三個(gè)亞基，α和γ亞基屬于脂錨定蛋白。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第38頁(yè)作用：分子開(kāi)關(guān)，α亞基結(jié)合GDP處于關(guān)閉狀態(tài)，結(jié)合GTP處于開(kāi)啟狀態(tài)。α亞基含有GTP酶活性，能催化所結(jié)合GTP水解，恢復(fù)無(wú)活性三聚體狀態(tài)，其GTP酶活性能被GTP增強(qiáng)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第39頁(yè)G蛋白耦聯(lián)型受體：

是指配體-受體復(fù)合物與靶蛋白（效應(yīng)酶或通道蛋白）作用要經(jīng)過(guò)與G蛋白耦聯(lián)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)影響細(xì)胞行為。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第40頁(yè)特點(diǎn)：7次跨膜蛋白，胞外結(jié)構(gòu)域識(shí)別信號(hào)分子，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與G蛋白耦聯(lián)，調(diào)整相關(guān)酶活性，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。類(lèi)型：

①各種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類(lèi)激素和趨化因子受體；②味覺(jué)、視覺(jué)和嗅覺(jué)感受器。相關(guān)信號(hào)通路：

cAMP信號(hào)通路、磷脂酰肌醇雙信使信號(hào)通路、G蛋白耦聯(lián)離子通道信號(hào)通路。

細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第41頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第42頁(yè)GTP-bindingregulatoryprotein細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第43頁(yè)二、G-蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)通路（一）cAMP信號(hào)通路

反應(yīng)鏈激素→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第44頁(yè)1、cAMP信號(hào)通路特點(diǎn)：

經(jīng)過(guò)調(diào)整cAMP濃度，將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)。主要組分：（1）G蛋白：活化型G蛋白復(fù)合物（Gs）、抑制型G蛋白復(fù)合物（Gi）。（2）受體：激活型受體（Rs）、抑制型受體（Ri）。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第45頁(yè)配體（即激素）類(lèi)型：激活性激素：腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素等。抑制性激素：前列腺素E1、腺苷等。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第46頁(yè)（3）腺苷酸環(huán)化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+存在下催化ATP生成cAMP。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第47頁(yè)（4）環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶

（cAMPphosphodiesterase,PDE）：作用：降解cAMP生成5’-AMP，起終止信號(hào)作用。DegredationofcAMP細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第48頁(yè)（5）蛋白激酶A（ProteinKinaseA，PKA）：由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)整亞基組成。cAMP與調(diào)整亞基結(jié)合，使調(diào)整亞基和催化亞基解離，釋放出催化亞基，激活蛋白激酶A活性。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第49頁(yè)Gs(活化型G蛋白)調(diào)整模型1.激素與Rs(激活型激素受體)結(jié)合，Rs構(gòu)象改變，與Gs結(jié)合，Gsα亞基排斥GDP，結(jié)合GTP而活化，Gs解離出α和βγ。α亞基活化腺苷酸環(huán)化酶，將ATP轉(zhuǎn)化為cAMP。βγ亞基復(fù)合物也可直接激活一些胞內(nèi)靶分子。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第50頁(yè)2.霍亂毒素能催化ADP核糖基共價(jià)結(jié)合到Gsα亞基上，使α亞基喪失GTP酶活性，處于連續(xù)活化狀態(tài)。造成霍亂病患者細(xì)胞內(nèi)Na+和水連續(xù)外流，產(chǎn)生嚴(yán)重腹瀉而脫水。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第51頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第52頁(yè)cAMP信號(hào)路徑可表示為：

激素→G蛋白耦聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→依賴cAMP蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白磷酸化→基因轉(zhuǎn)錄。

細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第53頁(yè)不一樣細(xì)胞對(duì)cAMP信號(hào)路徑反應(yīng)速度不一樣：1).在肌肉細(xì)胞，1秒鐘內(nèi)可開(kāi)啟糖原降解為葡糖1-磷酸，而抑制糖原合成。2).在一些分泌細(xì)胞，需要幾個(gè)小時(shí)，激活PKA進(jìn)入細(xì)胞核，將CRE結(jié)合蛋白磷酸化，調(diào)整相關(guān)基因表示。CRE（cAMPresponseelement）是DNA上調(diào)整區(qū)域。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第54頁(yè)Glycogenbreakdowninskeletalmuscle細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第55頁(yè)cAMPactivateproteinkinaseA,whichphosphorylateCREB（CREbindingprotein）proteinandinitiategenetranscription.

CREiscAMPresponseelementinDNA.細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第56頁(yè)Gi(抑制型G蛋白)調(diào)整模型①經(jīng)過(guò)α亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，直接抑制酶活性；②經(jīng)過(guò)βγ亞基復(fù)合物與游離Gsα亞基結(jié)合，阻斷Gsα亞基對(duì)腺苷酸環(huán)化酶活化。

百日咳毒素抑制Gi活性。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第57頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第58頁(yè)1.配體結(jié)合改變受體構(gòu)象,暴露出與Gs結(jié)合位點(diǎn);經(jīng)過(guò)擴(kuò)散作用,造成配體-受體復(fù)合物與Gs結(jié)合,從而大大降低了Gs對(duì)GDP親和性.GDP解離,GTP取代GDP與G蛋白結(jié)合,從而造成α亞基從Gs復(fù)合物上解離.2.α亞基結(jié)合并活化腺苷酸環(huán)化酶產(chǎn)生cAMP,3.配體與受體解離,受體恢復(fù)原來(lái)構(gòu)象.同時(shí),GTP水解造成α亞基脫離腺苷酸環(huán)化酶并與βγ復(fù)合物結(jié)合形成Gs蛋白4.受體,G蛋白,腺苷酸環(huán)化酶恢復(fù)原來(lái)構(gòu)象.細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第59頁(yè)亞基---被異戊?；╥soprenylated）修飾連在膜上；亞基---被豆蔻酸化（myristoylated）修飾連在膜上。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第60頁(yè)GPLR失敏：

例：β腎上腺素受體被激活后，10-15秒cAMP驟增，然后在不到1min內(nèi)反應(yīng)速降，以至消失。

受體活性快速喪失（速發(fā)相），即失敏

機(jī)制：受體磷酸化受體與Gs解偶聯(lián)，cAMP反應(yīng)停頓并被PDE降解。

兩種Ser/Thr磷酸化激酶：PKA和β腎上腺素受體激酶（βARK）,負(fù)責(zé)受體磷酸化；

胞內(nèi)協(xié)作因子β?lián)浍@蛋白（βarrestin）,結(jié)合磷酸化受體，抑制其功效活性（βarrestin已克隆和定位)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第61頁(yè)

反應(yīng)減弱（遲發(fā)相），即減量調(diào)整（down-regulation）

機(jī)制：受體-配體復(fù)合物內(nèi)吞，造成表面受體數(shù)量降低，發(fā)覺(jué)β

arrestin可直接與網(wǎng)格蛋白(Clathrin)結(jié)合，在內(nèi)吞中起連接物作用；

受體減量調(diào)整與內(nèi)吞后受體分選相關(guān)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第62頁(yè)（二）磷脂酰肌醇雙信使信號(hào)通路

“雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈：胞外信號(hào)分子→G-蛋白偶聯(lián)受體IP3(三磷酸肌醇)→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細(xì)胞反應(yīng).磷脂酶C(PLC)DG(二?；视?→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH

G-蛋白細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第63頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第64頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第65頁(yè)磷脂酰肌醇路徑特點(diǎn)胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面G蛋白耦聯(lián)受體結(jié)合，激活質(zhì)膜上磷脂酶C（PLC-β），使質(zhì)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?；视停╠iacylglycerol,DAG）。DG激活蛋白激酶C（PKC）：IP3開(kāi)啟胞內(nèi)IP3門(mén)控鈣通道，Ca2+濃度升高，激活鈣調(diào)蛋白。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第66頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第67頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第68頁(yè)鈣調(diào)蛋白（calmodulin，CaM）可結(jié)合鈣離子將靶蛋白（如：CaM-Kinase）活化。蛋白激酶C位于細(xì)胞質(zhì)，Ca2+濃度升高時(shí)，PKC轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面，被DG活化，PKC屬蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第69頁(yè)IP3信號(hào)終止是經(jīng)過(guò)去磷酸化形成IP2、或磷酸化為IP4。Ca2+被質(zhì)膜上鈣泵和Na+-Ca2+交換器抽出細(xì)胞，或被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上鈣泵抽回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。DAG經(jīng)過(guò)兩種路徑終止其信使作用：一是被DG激酶磷酸化成為磷脂酸，進(jìn)入磷脂酰肌醇循環(huán)；二是被DG酯酶水解成單酯酰甘油。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第70頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第71頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第72頁(yè)（三）G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道調(diào)控離子通道偶聯(lián)受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

受體本身為離子通道，即配體門(mén)通道（ligand-gatedchannel）。主要存在于神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞，其信號(hào)分子為神經(jīng)遞質(zhì)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第73頁(yè)煙堿型乙酰膽堿受體（nAchR（260KD）

由5個(gè)亞基組成五聚體（2），各亞基呈環(huán)行排列，中間為Na+通道區(qū)。調(diào)整主要為亞基改變。通道開(kāi)啟：Na+內(nèi)流K+外流，膜去極化。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第74頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第75頁(yè)

信號(hào)路徑

煙堿型乙酰膽堿受體（nAchR）（260KD）細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第76頁(yè)

特點(diǎn)：

受體/離子通道復(fù)合體，四次/六次跨膜蛋白

跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無(wú)需中間步驟

主要存在于神經(jīng)細(xì)胞或其它可興奮細(xì)胞間突觸信號(hào)傳遞

有選擇性：配體特異性選擇和運(yùn)輸離子選擇性分為：陽(yáng)離子通道(如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺受體)和陰離子通道(如甘氨酸和γ－氨基丁酸受體)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第77頁(yè)G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道及其調(diào)控G蛋白耦聯(lián)光受體活化誘發(fā)GMP-門(mén)控陽(yáng)離子通道關(guān)閉細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第78頁(yè)第四節(jié)酶聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路

受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTKs）包含6個(gè)亞族

細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第79頁(yè)EGF：表皮生長(zhǎng)因子，IGF-1：胰島素樣生長(zhǎng)因子-1，NGF：神經(jīng)生長(zhǎng)因子，PDGF：血小板衍生生長(zhǎng)因子，M-CSF：巨噬細(xì)胞集落刺激因子，F(xiàn)GF：成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子，VEGF：血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第80頁(yè)受體酪氨酸激酶1、酪氨酸激酶①胞質(zhì)酪氨酸激酶：如Src、Tec、ZAP70、JAK；②核內(nèi)酪氨酸激酶：如：Abl、Wee；③受體酪氨酸激酶（RPTKs）：為單次跨膜蛋白，配體（如EGF）與受體結(jié)合。造成二聚化，二聚體內(nèi)彼此相互磷酸化胞內(nèi)段酪氨酸殘基。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第81頁(yè)Receptortyrosinekinases細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第82頁(yè)2、信號(hào)分子間識(shí)別結(jié)構(gòu)域（1）SH2結(jié)構(gòu)域（SrcHomology2結(jié)構(gòu)域）：介導(dǎo)信號(hào)分子與含磷酸酪氨酸蛋白分子結(jié)合。（2）SH3結(jié)構(gòu)域（SrcHomology3結(jié)構(gòu)域）：介導(dǎo)信號(hào)分子與富含脯氨酸蛋白分子結(jié)合。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第83頁(yè)（3）PH結(jié)構(gòu)域（PleckstrinHomology結(jié)構(gòu)域）：與磷脂類(lèi)分子PIP2、PIP3、IP3等結(jié)合。(PleckstrinHomology:血小板-白細(xì)胞C激酶底物同源結(jié)構(gòu)域)（4）受體酪氨酸激酶介導(dǎo)信號(hào)路徑主要有RAS路徑、PI3K路徑、磷脂酰肌醇路徑等。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第84頁(yè)3、RAS信號(hào)路徑1)RTK結(jié)合信號(hào)分子，形成二聚體，并發(fā)生自磷酸化，活化RTK激活RAS，RAS引發(fā)蛋白激酶磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終激活有絲分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase，MAPK），活化MAPK進(jìn)入細(xì)胞核，可使許多底物蛋白絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化，如將Elk-1激活，促進(jìn)c-fos，c-jun表示。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第85頁(yè)2)RAS蛋白是一個(gè)由190個(gè)氨基酸組成小GTP結(jié)合蛋白,含有GTPase活性,分布于質(zhì)膜胞質(zhì)一側(cè),結(jié)合GTP時(shí)為活化態(tài),結(jié)合GDP時(shí)為失活態(tài).細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第86頁(yè)RTK-Ras信號(hào)路徑可概括以下：配體→RTK→adaptor→GRF→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→進(jìn)入細(xì)胞核→轉(zhuǎn)錄因子→基因表示。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第87頁(yè)活化PKC和Ras蛋白激活激酶磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)激活Ras蛋白扳動(dòng)三種蛋白激酶磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，增強(qiáng)和放大信號(hào)，級(jí)聯(lián)反應(yīng)最終，才能磷酸化一些基因調(diào)控蛋白，改變基因表示模式,這是細(xì)胞終致行為(包含細(xì)胞增殖或分化，細(xì)胞存活或凋亡)改變關(guān)鍵，經(jīng)過(guò)PKC激活靶酶可能是Raf，也可能是其它絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第88頁(yè)活化PKC和Ras蛋白激活MAPK磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第89頁(yè)Raf是絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,又稱(chēng)MAPKKK(有絲分裂原活化蛋白激酶激酶激酶).Ras釋放GDP需要鳥(niǎo)苷酸釋放因子（GRF，如Sos）參加；Sos有SH3結(jié)構(gòu)域，但沒(méi)有SH2結(jié)構(gòu)域，不能直接和受體結(jié)合，需要接頭蛋白（如Grb2）連接。RasGTP酶活性不強(qiáng)，需要ATP參加。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第90頁(yè)RPTK-RasPathwayRafisaPKthattriggersMAP-KpathwayRas-GEFc-fos,c-junCellproliferation細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第91頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第92頁(yè)TheJak-STATsignalingpathwayavtivatedby-interferon.Providingafasttracktothenucleus.細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第93頁(yè)細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第94頁(yè)G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)MAPK激活

MAPK（Mitogen-activatedproteinkinase）又稱(chēng)ERK（extracelularsignal-regulatedkinase）----真核細(xì)胞廣泛存在Ser/Thr蛋白激酶。

MAPK底物：膜蛋白（受體、酶）、胞漿蛋白、核骨架蛋白、及各種核內(nèi)或胞漿內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子----在細(xì)胞增殖和分化中含有主要調(diào)控作用。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第95頁(yè)

PKC和PLC參加G蛋白偶聯(lián)受體激活MAPK：

G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白；

G蛋白亞基或亞基激活PLC，促進(jìn)膜磷脂代謝；

磷脂代謝產(chǎn)物（DAG+IP3）激活PKC；

PKC經(jīng)過(guò)Ras或Raf激活MAPK；因?yàn)镻KC對(duì)鈣依賴性不一樣，所以G蛋白偶聯(lián)受體–MAPK路徑對(duì)鈣要求不一樣；細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第96頁(yè)

PKA對(duì)G蛋白偶聯(lián)受體–MAPK路徑負(fù)調(diào)控迄今未發(fā)覺(jué)和制備出MAPK組成型突變，提醒細(xì)胞難于忍受MAPK連續(xù)激活（MAPK去活是細(xì)胞維持正常生長(zhǎng)代謝所必須）。

主要機(jī)制：特異性Tyr/Thr磷脂酶可選擇性地使MAPK去磷酸化，關(guān)閉MAPK信號(hào)。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第97頁(yè)

cAMP，MAPK；cAMP直接激活cAMP依賴PKA；PKA可能經(jīng)過(guò)RTK或經(jīng)過(guò)抑制Raf-Ras相互作用起負(fù)調(diào)控作用。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第98頁(yè)RTKs失敏

催化性受體效應(yīng)器位于受體本身，所以失敏即酶活性速發(fā)抑制。

機(jī)制：受體磷酸化修飾。表皮生長(zhǎng)因子(EGF)受體Thr654磷酸化造成RTK活性抑制，假如該位點(diǎn)產(chǎn)生Ala突變，則阻止活性抑制。磷酸化位點(diǎn)所在C端恰好是SH2蛋白結(jié)合部位。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第99頁(yè)

引發(fā)受體磷酸化激酶：PKC----作用于Thr654；CaMK2（Ca2+和CaM依賴激酶2）----作用于Ser1046/7

RTK晶體結(jié)構(gòu)研究表明，RTK激活后形成穩(wěn)定非抑制性構(gòu)象；磷酸化修飾后，形成抑制性構(gòu)象，引發(fā)失敏。

RTK失敏對(duì)細(xì)胞正常功效所必須，RTK連續(xù)激活將造成細(xì)胞生長(zhǎng)失控。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第100頁(yè)二、細(xì)胞表面其它酶連受體

受體絲氨酸/蘇氨酸激酶

受體酪氨酸磷酸酯酶

受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶

酪氨酸蛋白激酶聯(lián)絡(luò)受體細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第101頁(yè)1、受體絲氨酸/蘇氨酸激酶配體是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-βs。（transforminggrowthfactor-βs，TGF-βs。）家族組員。包含TGF-β1-5。依細(xì)胞類(lèi)型不一樣，可抑制細(xì)胞增殖、刺激胞外基質(zhì)合成、刺激骨骼形成、經(jīng)過(guò)趨化性吸引細(xì)胞、作為胚胎發(fā)育過(guò)程中誘導(dǎo)信號(hào)等。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第102頁(yè)2、受體酪氨酸磷酯酶能夠使特異胞內(nèi)信號(hào)蛋白磷酸酪氨酸殘基去磷酸化，其作用是控制磷酸酪氨酸殘基壽命，使靜止細(xì)胞含有較低磷酸酪氨酸殘基水平。與酪氨酸激酶一起協(xié)同工作，如參加細(xì)胞周期調(diào)控。白細(xì)胞表面CD45屬這類(lèi)受體，對(duì)詳細(xì)配體尚不了解。和酪氨酸激酶一樣存在胞質(zhì)酪氨酸磷酯酶。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第103頁(yè)3、受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶分布在腎和血管平滑肌細(xì)胞表面，配體為心房排鈉肽（atrialnatriureticpeptide，ANP）或BNP。當(dāng)血壓升高時(shí)，心房肌細(xì)胞分泌ANP，促進(jìn)腎細(xì)胞排水、排鈉，同時(shí)造成血管平滑肌細(xì)胞松弛，結(jié)果使血壓下降。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第104頁(yè)信號(hào)路徑為：

配體→受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶→cGMP→依賴cGMP蛋白激酶G（PKG）→靶蛋白絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化而活化。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第105頁(yè)4、酪氨酸蛋白激酶聯(lián)絡(luò)受體

---細(xì)胞因子受體超家族包含各類(lèi)細(xì)胞因子(cytokine)（如干擾素）受體，在造血細(xì)胞和免疫細(xì)胞通訊上起作用。受體本身不含有酶活性，但可連接胞內(nèi)酪氨酸蛋白激酶（如JAK），信號(hào)路徑為JAK－STAT或RAS路徑。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第106頁(yè)JAK（januskinase）屬非受體酪氨酸激酶家族。JAK底物為STAT，即信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（signaltransducerandactivatoroftranscription，STAT）。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第107頁(yè)JAK/STAT

Pathway

1.配體與受體(如細(xì)胞因子)結(jié)合導(dǎo)致受體二聚化；2.二聚化受體激活JAK；3.JAK將STAT磷酸化；4.STAT形成二聚體，暴露出入核信號(hào)；5.STAT進(jìn)入核內(nèi)，調(diào)整基因表示。細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第108頁(yè)三、細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)整合蛋白與粘著斑造成粘著斑裝配信號(hào)通路有兩條：

由細(xì)胞表面到細(xì)胞核信號(hào)通路

由細(xì)胞表面到細(xì)胞質(zhì)核糖體信號(hào)通路細(xì)胞生物專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座第109頁(yè)Signalpathwaythatleadtotheassemblyofthefibersofafoc