細胞信息轉(zhuǎn)導課件

細胞信息傳遞第十五章（每年1-2題，考點散亂）本章重點內(nèi)容第一節(jié)信息物質(zhì)（第二信使、G蛋白）第二節(jié)受體第三節(jié)信息的轉(zhuǎn)導途徑（cAMP-蛋白激酶途徑、Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑、酪氨酸蛋白激酶途徑、胞內(nèi)受體介導的信息轉(zhuǎn)導）概述單細胞生物

——直接作出反應(yīng)多細胞生物

——通過細胞間復雜的信號傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機體活動。外界環(huán)境變化時細胞信息傳遞方式①通過相鄰細胞的直接接觸②通過細胞分泌各種化學物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細胞的代謝和功能具有調(diào)節(jié)細胞生命活動的化學物質(zhì)稱為信息物質(zhì)

第一節(jié)

信息物質(zhì)（掌握第二信使）

一、細胞間信息物質(zhì)定義細胞間信息物質(zhì):是由細胞分泌的調(diào)節(jié)靶細胞生命活動的化學物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作第一信使。（一）神經(jīng)遞質(zhì)又稱突觸分泌信號特點由神經(jīng)元細胞分泌；通過突觸間隙到達下一個神經(jīng)細胞；作用時間較短。例如：乙酰膽堿、去甲腎上腺素等分類（二）內(nèi)分泌激素又稱內(nèi)分泌信號特點由特殊分化的內(nèi)分泌細胞分泌；通過血液循環(huán)到達靶細胞；大多數(shù)作用時間較長。例如胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等（三）局部化學介質(zhì)又稱旁分泌信號特點由體內(nèi)某些普通細胞分泌；不進入血循環(huán)，通過擴散作用到達附近的靶細胞；一般作用時間較短。例如生長因子、前列腺素等。（四）氣體信號例如*

NO

*CO

二、細胞內(nèi)信息物質(zhì)定義細胞內(nèi)信息物質(zhì):第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導刺激細胞內(nèi)產(chǎn)生的傳遞細胞調(diào)控信號的化學物質(zhì)?；瘜W性質(zhì)無機離子：如Ca2+

脂類衍生物：如DAG、Cer糖類衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信號蛋白分子※第三信使負責細胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，又稱為DNA結(jié)合蛋白，是一類可與靶基因特異序列結(jié)合的核蛋白，能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。如立早基因的編碼蛋白質(zhì)。在細胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等。※第二信使第二節(jié)

受體（掌握G蛋白）能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱配體(ligand)。受體的定義是細胞膜上或細胞內(nèi)能特別識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細胞內(nèi)部，進而引起生物學效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。根據(jù)細胞定位一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能存在于細胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：離子通道受體，G蛋白偶聯(lián)受體和單跨膜受體。（一）膜受體目錄1.環(huán)狀受體——離子通道型模受體

乙酰膽堿受體2.G蛋白偶聯(lián)受體(又稱七個跨膜受體/蛇型受體)

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)目錄※G蛋白是一類和GTP或GDP相結(jié)合、位于細胞膜胞漿面的外周蛋白，由、、三個亞基組成。有兩種構(gòu)象：非活化型；活化型兩種G蛋白的活性型和非活性型的互變目錄RＲHACγαβGDPαGTPβγ腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMP信息傳遞過程中的Ｇ蛋白3.單個跨膜螺旋受體含TPK結(jié)構(gòu)域的受體EGF:表皮生長因子IGF-1:胰島素樣生長因子PDGF:血小板衍生生長因子FGF:成纖維細胞生長因子目錄與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰島素受體insulingrowthfactorreceptor,IGF-R

表皮生長因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor,EGF-R)。與配體結(jié)合后，可與酪氨酸蛋白激酶偶聯(lián)而表現(xiàn)出酶活性，如生長激素受體、干擾素受體。非酪氨酸蛋白激酶受體型酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）目錄自身磷酸化當配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸蛋白激酶(TPK)被激活，彼此使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化，這一過程稱為自身磷酸化。4.具有鳥嘌呤環(huán)化酶活性的受體胞外胞內(nèi)膜受體可溶性受體PKHGCGC具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體結(jié)構(gòu)

PKH：激酶樣結(jié)構(gòu)域

GC：鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域目錄（二）胞內(nèi)受體位于細胞漿和細胞核中的受體，全部為DNA結(jié)合蛋白（反式作用因子），當與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與DNA的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。第三節(jié)信息的傳遞途徑掌握：1.cAMP-蛋白激酶途徑、

2.Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑

3.酪氨酸蛋白激酶途徑

4.胞內(nèi)受體介導的信息轉(zhuǎn)導

一、膜受體介導的信息傳遞

cAMP-蛋白激酶途徑–

Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑

cGMP-蛋白激酶途徑

酪氨酸蛋白激酶途徑核因子途徑

TGF-β途徑（一）cAMP-蛋白激酶Ａ途徑組成胞外信息分子，受體，G蛋白，腺苷酸環(huán)化酶(AC)，cAMP，蛋白激酶(PKA)（腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素等通過此途徑傳遞信息）1.cAMP

的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5′-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸環(huán)化酶(adenylate

cyclase,AC)2．cAMP的作用機理PKA的激活R調(diào)節(jié)亞基C催化亞基目錄RR（cAMP-dependentproteinkinase，PKA）R：調(diào)節(jié)亞基C：催化亞基cAMP蛋白激酶AＣＣ3．PKA的作用⑴

對代謝的調(diào)節(jié)作用通過對效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATP

PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

ATP磷蛋白磷酸酶PPi腎上腺素對糖原代謝的影響腎上腺素＋受體腎上腺素·受體復合物激活Ｇ蛋白激活ACATPcAMPPKA目錄受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱為cAMP應(yīng)答元件(cAMPresponseelement,CRE)。可與cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白

(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。(2)對基因表達的調(diào)節(jié)作用GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細胞膜核膜ＣＣ結(jié)構(gòu)基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ細胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥDNA蛋白質(zhì)（二）Ca2+－依賴性蛋白激酶途徑1.Ca2+－磷脂依賴性蛋白激酶途徑組成胞外信息分子，G蛋白、磷脂酶(PLC)、甘油二脂(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)、蛋白激酶(PKC)（促甲狀腺激素釋放激素、去甲狀腺素、抗利尿激素等通過此途徑傳遞信息）(1)DAG，IP3的生物合成和功能PIP2PLCDAG+IP３

DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰絲氨酸和Ca2+協(xié)同下激活PKCIP3：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合，促使細胞內(nèi)

Ca2+釋放②調(diào)節(jié)基因表達PKC對基因的活化分為早期反應(yīng)和晚期反應(yīng)。*PKC的生理功能①調(diào)節(jié)代謝活化的PKC引起一系列靶蛋白的絲、蘇氨酸殘基磷酸化。靶蛋白包括：質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶。PKC對基因的早期活化和晚期活化目錄2.Ca2+－鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶途徑受體、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、鈣調(diào)蛋白、CaM激酶(Ca2+－

CaM激酶途徑)鈣調(diào)蛋白(CaM)有四個Ca2+結(jié)合位點。與Ca2+一起激活CaM激酶，磷酸化多種功能蛋白質(zhì)（絲、蘇氨基酸殘基）。組成（三）cGMP-蛋白激酶G途徑受體，鳥苷酸環(huán)化酶(GC)，cGMP,蛋白激酶G(PKG)組成cGMP的合成和降解

GTPGＣMg2+PPicGMP磷酸二酯酶H2OCa2+或Mg2+5′-GMP使有關(guān)蛋白或酶類的絲、蘇氨酸殘基磷酸化PKG的功能NOGCPKG

蛋白質(zhì)磷酸化GCGTPcGMP激素R胞膜*生理效應(yīng)：如心鈉素、NO舒張血管平滑肌。

（四）酪氨酸蛋白激酶途徑（胰島素、生長激素等通過此途徑傳遞信息）酪氨酸蛋白激酶(TPK)分類受體型TPK（位于細胞質(zhì)膜上）如胰島素受體、生長因子受體及原癌基因（erb-B、kit、fins等）編碼的受體非受體型TPK（位于胞漿）如底物酶JAK和原癌基因（src、yes、ber-abl等）編碼的TPK1.受體型TPK-Ras-MAPK途徑

組成：催化性受體，GRB2,SOS,Ras蛋白,Raf蛋白，MAPK系統(tǒng)細胞外信號EGF、PDGF等具TPK活性的受體GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P細胞核反式作用因子調(diào)控基因表達細胞膜二聚化目錄2.JAKs-STAT途徑*非催化性受體JAKs

信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激動子

(signaltransductorsandactivatorsoftranscription，STAT)組成干擾素誘導JAK、STAT復合體核內(nèi)轉(zhuǎn)移及調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄機制目錄

二、胞內(nèi)受體介導的信息傳遞胞內(nèi)受體

核內(nèi)受體胞漿內(nèi)受體配體類固醇激素甲狀腺激素類固醇激素與甲狀腺素通過胞內(nèi)受體調(diào)節(jié)生理過程目錄cAMP

能別構(gòu)激活下列哪種酶(A)A.磷脂酶A蛋白激酶AC．蛋白激酶CD．蛋白激酶GE．酪氨酸蛋白激酶參與細胞內(nèi)信息傳遞的第二信使物質(zhì)有(X)A．cAMP

B．Ca2+C．DG（DAG）D．IP3G蛋白是指(A)A．蛋白激酶AB．鳥苷酸環(huán)化酶C．蛋白激酶GD．GrB2結(jié)合蛋白E．鳥苷酸結(jié)合蛋白能使GTP結(jié)合蛋白中的GS亞基喪失GTP酶活性的是(A)A．霍亂毒素B．百日咳毒素C．白喉毒素D．抗霉素AE．魚藤酮通過胞內(nèi)受體發(fā)揮作用的激素是(A)A．腎上腺素B．甲狀腺激素C．胰高血糖素D．胰島素E．促腎上腺皮質(zhì)激素直接影響細胞內(nèi)cAMP含量的酶是(A)A.磷脂