細(xì)胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)

細(xì)胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)第一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三對于多細(xì)胞生物來說，為了協(xié)調(diào)和配合各組織細(xì)胞之間得功能活動(dòng)，需要對各組織細(xì)胞的物質(zhì)代謝或生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外當(dāng)外界環(huán)境變化時(shí)也需通過細(xì)胞間復(fù)雜的信號(hào)傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機(jī)體活動(dòng)。細(xì)胞信息的傳遞是由許多不同的信息物質(zhì)所組成的信息傳遞鏈來完成的。第二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞信息傳遞方式①通過相鄰細(xì)胞的直接接觸；②通過細(xì)胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細(xì)胞的代謝和功能。具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)稱為信息物質(zhì)。

第三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)第四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)信息物質(zhì)Section1SignalMolecules第五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三凡是由細(xì)胞分泌的、能夠調(diào)節(jié)特定靶細(xì)胞生理活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)都稱為細(xì)胞間信息物質(zhì)(extracellularsignalmolecules），或稱為第一信使（firstmessenger）。

一、細(xì)胞間信息物質(zhì)第六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三①類固醇衍生物：如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素等；②氨基酸衍生物：如甲狀腺激素，兒茶酚胺類激素；③多肽及蛋白質(zhì)：如生長因子、細(xì)胞因子、胰島素、下丘腦激素、垂體激素、甲狀旁腺素、胃腸激素等；④脂類衍生物：如前列腺素。⑤氣體分子：如NO，CO等。

細(xì)胞間信息物質(zhì)可按照其化學(xué)本質(zhì)的不同分為五類：第七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)細(xì)胞分泌和傳遞信息物質(zhì)方式的不同，又可將細(xì)胞間信息物質(zhì)分為：神經(jīng)遞質(zhì)；內(nèi)分泌激素；局部化學(xué)介質(zhì)；氣體信號(hào)。第八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三1．神經(jīng)遞質(zhì)：由神經(jīng)元突觸前膜釋放的信息物質(zhì)，可作用于突觸后膜上的受體，傳遞神經(jīng)沖動(dòng)信號(hào)。如乙酰膽堿、去甲腎上腺素等。

第九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三激素（hormone）是由特殊分化細(xì)胞合成并分泌的一類生理活性物質(zhì)，這些物質(zhì)通過體液進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，作用于特定的靶細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞的物質(zhì)代謝或生理活動(dòng)。在體內(nèi)，有些能夠分泌激素的特殊分化細(xì)胞集中在一起構(gòu)成內(nèi)分泌腺；有些細(xì)胞則分散存在；有些細(xì)胞兼具其他功能。

2．內(nèi)分泌激素：第十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三激素被分泌后，可以三種不同的方式作用于靶細(xì)胞：①內(nèi)分泌（endocrine）：激素分泌后作用較遠(yuǎn)的靶細(xì)胞，其傳遞介質(zhì)為血液。②旁分泌（paracrine）：激素分泌釋放后作用于鄰近的靶細(xì)胞，其傳遞介質(zhì)為細(xì)胞間液。③自分泌（autocrine）：激素分泌釋放后仍作用于自身細(xì)胞，其傳遞介質(zhì)為胞液。激素的作用方式第十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三局部化學(xué)介質(zhì)又稱為旁分泌信號(hào)，指由細(xì)胞分泌的信息分子通過擴(kuò)散而作用于鄰近的靶細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理功能。體內(nèi)的局部化學(xué)介質(zhì)包括組胺、花生四烯酸（AA）、生長因子等。

3．局部化學(xué)介質(zhì)：第十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三4.氣體信號(hào)：NO合酶（NOS）通過氧化L-精氨酸的胍基而產(chǎn)生NO；血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生CO

。第十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)

在細(xì)胞內(nèi)傳遞特定調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)稱為細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)（intracellularsignalmolecules）。細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)主要包括：第二信使、第三信使、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白或酶等。第十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三1．第二信使：在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子化學(xué)物質(zhì)稱為第二信使（secondarymessenger）。第二信使主要包括：環(huán)核苷酸類：如cAMP和cGMP；脂類衍生物：如甘油二酯（DAG）；神經(jīng)酰胺，花生四烯酸；無機(jī)物：如Ca2+、NO；糖類衍生物：

1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）。第十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能夠傳遞特定信號(hào)的蛋白質(zhì)或酶分子，常與其他蛋白質(zhì)或酶構(gòu)成復(fù)合體以傳遞信息。主要包括：G蛋白及其調(diào)節(jié)蛋白，如GEF、GAP等；信號(hào)連接蛋白，如SOS，GRB2等；具有酪氨酸激酶活性的胰島素受體底物-1/2（IRS1/2）；各種蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶等。

2．信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白或酶：第十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三3.第三信使：負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)、外信息傳遞的物質(zhì)稱為第三信使（thirdmessenger），又稱為DNA結(jié)合蛋白。第三信使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（immediate-earlygene）的編碼蛋白質(zhì)。第十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞間信息物質(zhì)影響細(xì)胞功能的途徑第十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)受體Section2Receptors第十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三受體（receptor）是指存在于靶細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特異識(shí)別與結(jié)合生物活性分子（配體），進(jìn)而引起靶細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)的分子。絕大部分受體為蛋白質(zhì)，少數(shù)為糖脂。能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱配體（ligand）。第二十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三受體的生物學(xué)功能有三個(gè)方面：識(shí)別與結(jié)合；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。第二十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三一、受體的分類、結(jié)構(gòu)與功能（一）膜受體這類受體是細(xì)胞膜上的結(jié)構(gòu)成分，一般是糖蛋白、脂蛋白或糖脂蛋白。多肽及蛋白質(zhì)類激素、兒茶酚胺類激素、前列腺素以及細(xì)胞因子通過這類受體進(jìn)行跨膜信號(hào)傳遞。當(dāng)配體與受體結(jié)合后，往往引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的改變，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)某種化學(xué)物質(zhì)的濃度改變，由此觸發(fā)一系列的化學(xué)和生理變化。第二十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)受體的分子結(jié)構(gòu)可將膜受體分為：

即配體依賴性離子通道，主要在神經(jīng)沖動(dòng)的快速傳遞中起作用。此型受體的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由均一性的或非均一性的亞基構(gòu)成一寡聚體，而每個(gè)亞基則含有4~6個(gè)跨膜區(qū)。

1.環(huán)狀受體：第二十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三煙堿樣乙酰膽堿受體的分子結(jié)構(gòu)第二十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三此型受體包括煙堿樣乙酰膽堿受體(N-AchR)、A型-氨基丁酸受體(GABAAR)、谷氨酸受體、甘氨酸受體及5-羥色胺受體(5-HTR)等。其中，GABAAR及甘氨酸受體對Cl-、HCO3-離子的通透性具有選擇性，5-HTR對Na+、K+離子的通透性具有選擇性，N-AchR和谷氨酸受體對Na+、K+及Ca2+離子的通透性具有選擇性。

第二十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白偶聯(lián)受體（G-proteincoupledreceptor,GPCR）又稱蛇型受體。此型受體通常由單一的多肽鏈或均一的亞基組成，其肽鏈可分為細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)、細(xì)胞內(nèi)區(qū)三個(gè)區(qū)。2.G蛋白偶聯(lián)受體：第二十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三受體的跨膜區(qū)由7個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)組成；多肽鏈的N-端位于細(xì)胞外區(qū)，而C-端位于細(xì)胞內(nèi)區(qū)；在第五及第六跨膜螺旋結(jié)構(gòu)之間的細(xì)胞內(nèi)環(huán)部分（第三內(nèi)環(huán)區(qū)），是與G蛋白偶聯(lián)的區(qū)域。大多數(shù)常見的激素受體和慢反應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)受體是屬于G蛋白偶聯(lián)型受體。

第二十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白偶聯(lián)受體的分子結(jié)構(gòu)第二十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白（guanylatebindingprotein）即鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白，是一類位于細(xì)胞膜胞液面的外周蛋白，通常由、和三種亞基構(gòu)成的異三聚體。其中，亞基可與GTP或GDP結(jié)合，并具有GTPase活性。G蛋白的分子結(jié)構(gòu)第二十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白異三聚體的分子結(jié)構(gòu)第三十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白有許多種類，不同的G蛋白能特異地將受體與相應(yīng)的效應(yīng)酶偶聯(lián)起來，將特異的信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在哺乳動(dòng)物中，G蛋白的亞基有20余種，亞基有5種，亞基有12種。第三十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三信息傳遞過程中的Ｇ蛋白第三十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三G蛋白存在有活性和無活性兩種狀態(tài)。當(dāng)亞基與GDP結(jié)合，并構(gòu)成異三聚體時(shí)呈無活性狀態(tài)；當(dāng)亞基與GTP結(jié)合，并與亞基分離時(shí)呈活性狀態(tài)；當(dāng)亞基將GTP水解為GDP后，即可再與亞基結(jié)合而失活。第三十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三當(dāng)配體與受體結(jié)合后，受體的構(gòu)象發(fā)生變化，與亞基的C-端相互作用，促使GDP從亞基上脫落而與GTP結(jié)合，G蛋白被激活。此時(shí)，亞基與亞基分離，可分別與效應(yīng)蛋白（酶）發(fā)生作用。接著，亞基的GTPase將GTP水解為GDP，亞基重新與亞基結(jié)合而失活。第三十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三兩種G蛋白的活性型和非活性型的互變第三十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三3.單個(gè)跨膜螺旋受體：此型受體一般是由均一性的多肽鏈構(gòu)成的單體或寡聚體。每個(gè)單體或亞基的跨膜-螺旋區(qū)只有一個(gè)，通常由22~26個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，具高度疏水性。受體的細(xì)胞膜外區(qū)較大，配體即結(jié)合于此區(qū)域。第三十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三受體的細(xì)胞膜內(nèi)區(qū)可分為近膜區(qū)和酪氨酸蛋白激酶區(qū)，位于C末端，包括ATP結(jié)合和底物結(jié)合兩個(gè)功能區(qū)。此型受體的主要功能與細(xì)胞生長及有絲分裂的調(diào)控有關(guān)。第三十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三含TPK結(jié)構(gòu)域的受體第三十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑵非酪氨酸蛋白激酶受體型⑴酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）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。受體本身具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性，如胰島素樣生長因子受體(IGF-R)，表皮生長因子受體(EGF-R)。單個(gè)跨膜螺旋受體的類型第三十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三4.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)域第四十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三胞內(nèi)受體（intracellularreceptor）位于細(xì)胞液或細(xì)胞核內(nèi)，通常為單純蛋白質(zhì)。某些激素進(jìn)入細(xì)胞后，能與特異性的胞內(nèi)受體結(jié)合形成活性復(fù)合物，作用于染色體DNA，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，從而影響細(xì)胞的物質(zhì)代謝和生理活動(dòng)。

（二）胞內(nèi)受體第四十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三胞內(nèi)受體主要包括：⑴類固醇激素受體：如糖皮質(zhì)激素受體（GR）、雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）、雄激素受體（AR）、鹽皮質(zhì)激素受體（MR）；⑵維生素D3受體（VDR）；⑶甲狀腺激素受體（TR）。第四十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三雌激素受體的分子結(jié)構(gòu)第四十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三胞內(nèi)受體通常為單體蛋白，含400~1000個(gè)氨基酸殘基，分為四個(gè)功能區(qū)域：第四十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三1.高度可變區(qū)：位于受體N-端，不同受體間無同源性，具有轉(zhuǎn)錄激活作用，也是抗體結(jié)合區(qū)。2.DNA結(jié)合區(qū)：含66~68個(gè)氨基酸，富含Cys，不同受體此域有較高同源性，含有兩個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)，為DNA結(jié)合所必需。第四十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三3.絞鏈區(qū)：為DNA結(jié)合區(qū)與配體結(jié)合區(qū)之間的段序列，可能含有與轉(zhuǎn)錄因子相互作用和受體向核內(nèi)移動(dòng)的信號(hào)。4.配體結(jié)合區(qū)：位于C-端，不同受體有30~60%的同源性，其結(jié)構(gòu)與功能最復(fù)雜，包括：與配體結(jié)合；與HSP結(jié)合；使受體二聚化和激活轉(zhuǎn)錄。第四十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三二、受體作用的特點(diǎn)

1．高度的親和力（highaffinity）：激素及細(xì)胞因子等配體與其受體的結(jié)合具有高度親和力。通常用其解離常數(shù)（Kd）來表示其親和力的大小，多數(shù)配體與受體的解離常數(shù)為10-11～10-9mol/L。2．高度的特異性（highspecificity）：指一種激素或細(xì)胞因子只能選擇性與相應(yīng)的受體結(jié)合的性質(zhì)。其原因即在于配體通過具有特定結(jié)構(gòu)的部位與受體上的特定結(jié)合部位相結(jié)合。

第四十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三3．可逆性（reversibility）：配體與受體通常通過非共價(jià)鍵而結(jié)合，因此可以采用簡單的方法將二者分離開。4．可飽和性（saturability）：由于存在于細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)的受體數(shù)目是一定的，因此配體與受體的結(jié)合也是可以飽和的。當(dāng)全部受體被配體占據(jù)后，可使其效應(yīng)達(dá)到最大。5．特定的作用模式：在不同細(xì)胞中，受體的種類和含量分布不同，表現(xiàn)為特定的作用模式。

第四十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三三、受體活性的調(diào)節(jié)

位于細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)的受體的數(shù)目或與配體的結(jié)合能力是可以改變的。如果受體的數(shù)目增加或與配體的結(jié)合能力提高，則稱為向上調(diào)節(jié)（upregulation）；反之，則稱為向下調(diào)節(jié)（downregulation）。

第四十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三影響受體活性的因素主要有：1．受體的修飾：如磷酸化或脫磷酸化修飾。2．膜磷脂代謝的影響：質(zhì)膜腦磷脂被甲基化為卵磷脂后，可明顯增強(qiáng)某些受體的活性。3.受體的內(nèi)在化：受體與配體結(jié)合后，可被內(nèi)吞入細(xì)胞，然后被溶酶體所降解。4.受體的二聚化：受體與配體結(jié)合后，形成聚合體，降低與配體的結(jié)合能力。5.G蛋白的調(diào)節(jié)：活化后的G蛋白影響受體與配體的結(jié)合能力。

第五十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑Section3TransductionPathwaysofSignal第五十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三一、膜受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)

1．信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的組成：胞外信息分子（第一信使）；膜受體；G蛋白；腺苷酸環(huán)化酶（adenylatecyclase，AC）；第二信使——cAMP；蛋白激酶A（proteinkinaseA，PKA）。（一）cAMP-蛋白激酶A信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑第五十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑴胞外信息分子及其受體：通過這一途徑傳遞信號(hào)的第一信使主要有兒茶酚胺類激素、胰高血糖素、腺垂體的激素、下丘腦激素、甲狀旁腺素、降鈣素、前列腺素等。

參與這一信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的受體大部分為G蛋白偶聯(lián)型膜受體。第五十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑵G蛋白及其效應(yīng)酶：參與這一途徑的G蛋白主要是兩類，即激活型G蛋白（Gs）和抑制型G蛋白（Gi）。G蛋白（Gs或Gi）的效應(yīng)酶主要是腺苷酸環(huán)化酶（AC），可催化第二信使cAMP的產(chǎn)生，從而將胞外的信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)。

第五十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑶第二信使：第二信使為AC催化生成的cAMP，可被磷酸二酯酶（PDE）降解為AMP而失活。PPiATPACMg2+cAMP5′-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+第五十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase,AC)cAMP的產(chǎn)生與分解第五十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑷蛋白激酶A（PKA）：這是一種由四個(gè)亞基構(gòu)成的寡聚體。其中有兩個(gè)亞基為催化亞基，另兩個(gè)亞基為調(diào)節(jié)亞基。當(dāng)調(diào)節(jié)亞基與cAMP結(jié)合后發(fā)生變構(gòu)（每一調(diào)節(jié)亞基可結(jié)合兩分子cAMP），與催化亞基解聚，從而激活催化亞基。PKA可促使多種酶或蛋白質(zhì)絲氨酸或蘇氨酸殘基的磷酸化，從而酶的催化活性或蛋白質(zhì)的生理功能。

第五十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三cAMP的作用與PKA的激活第五十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三RRcAMP蛋白激酶A的激活機(jī)制（演示）ＣＣ第五十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三GsACATPcAMPCCRRCC底物蛋白磷酸化RR

2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜2．cAMP-蛋白激酶A的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：第六十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三ＣＣＣＲＥＢＣＲＥＢ細(xì)胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPi結(jié)構(gòu)基因ＣＲＥDNA蛋白質(zhì)PKA對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用（演示）第六十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATP

Pi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPiPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

ATP磷蛋白磷酸酶PiPKA對代謝的調(diào)節(jié)作用腎上腺素＋受體腎上腺素·受體復(fù)合物激活Ｇ蛋白激活A(yù)CATPcAMPPKA第六十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三cAMP-蛋白激酶A信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其調(diào)節(jié)作用第六十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三（二）Ca2+依賴性信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑1．信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的組成：胞外信息分子及其受體；G蛋白；磷脂酶（PLC）；甘油二酯（DAG）和三磷酸肌醇（IP3）；IP3受體；Ca2+；鈣調(diào)蛋白（calmodulin,

CaM）；依賴CaM的蛋白激酶（CaMPK）；蛋白激酶C（PKC）。第六十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三通過此途徑傳遞信號(hào)的第一信使主要有：①激素：兒茶酚胺、血管緊張素Ⅱ、抗利尿激素、生長激素等。②生長因子：血小板衍生生長因子（PDGF）、表皮生長因子（EGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）、集落刺激因子（CSF）、胰島素樣生長因子（IGF）等。③神經(jīng)遞質(zhì)：乙酰膽堿、5-羥色胺等。這些胞外信息分子的受體可為G蛋白偶聯(lián)型，也可為單跨膜催化型。

⑴胞外信息分子及其受體：第六十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三也是由、、三種亞基構(gòu)成的三聚體，為Gp型，其激活機(jī)制與前述G蛋白相同。⑵G蛋白：第六十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三通過Gp蛋白介導(dǎo)，存在于細(xì)胞膜上的PLC可被激活；而PLC則是在受體的酪氨酸蛋白激酶催化下，其酪氨酸殘基被磷酸化修飾而激活。PLC激活后，可催化質(zhì)膜上的磷脂酰肌醇-4,5-雙磷酸（PIP2）水解產(chǎn)生兩種第二信使，即甘油二酯（DAG）和1,4,,5-三磷酸肌醇（IP3）。⑶磷脂酶C（PLC）：第六十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三PLC催化DAG和IP3的生成第六十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑷DAG和IP3：DAG：在磷脂酰絲氨酸和Ca2+協(xié)同下激活PKC。IP3：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的IP3受體結(jié)合，促使細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放。第六十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)膜表面，為四聚體，其亞基的羧基端部分構(gòu)成鈣通道。當(dāng)受體與IP3結(jié)合后，受體變構(gòu)，鈣通道開放，貯存于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+釋放進(jìn)入胞液，引起胞液中Ca2+濃度升高。⑸IP3受體與Ca2+：第七十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三鈣調(diào)蛋白（calmodulin,

CaM）是一種分子量為17kD，耐熱、耐酸的蛋白質(zhì)，由148個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成。一分子的CaM可結(jié)合四分子的Ca2+。當(dāng)其與Ca2+結(jié)合后，可發(fā)生變構(gòu)，從而激活依賴CaM的蛋白激酶。⑹鈣調(diào)蛋白：第七十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三鈣調(diào)蛋白的分子結(jié)構(gòu)第七十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三CaMPK是一種作用底物非常廣泛的蛋白激酶，目前已知能被該酶催化磷酸化的酶或蛋白質(zhì)達(dá)數(shù)十種。通過對這些酶或蛋白質(zhì)的磷酸化修飾，產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。

⑺依賴CaM的蛋白激酶（CaMPK）：第七十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三存在于胞液中，可催化底物蛋白質(zhì)絲氨酸或蘇氨酸殘基的磷酸化，有12種同工酶。經(jīng)典的蛋白激酶C需在Ca2+，DAG和磷脂酰絲氨酸（PS）的存在下才能被激活。

⑻蛋白激酶C：第七十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三結(jié)構(gòu)與分型：PKC的氨基酸序列有四個(gè)保守區(qū)（C1、C2、C3、C4)和可變區(qū)（Ｖ），分為調(diào)節(jié)域和催化域。C1：富含Cys，DAG、TPA結(jié)合部位C2：Ca2+

結(jié)合部位調(diào)節(jié)域C3：ATP結(jié)合部位C4：結(jié)合底物并進(jìn)行磷酸化轉(zhuǎn)移的場所催化域第七十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三

分類Ca2+

依賴型：，，，Ca2+

非依賴型：、、、、

調(diào)節(jié)域

催化域C1C2C3C4，，C1C3C4、、、C3

C4C1第七十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三PKC對基因的早期活化和晚期活化第七十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三2.Ca2+依賴性信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：酶蛋白磷酸化→物質(zhì)代謝改變離子通道蛋白磷酸化→膜通透性改變信息轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白磷酸化→信息傳遞改變轉(zhuǎn)錄因子磷酸化→基因表達(dá)改變H+RGpPLC↑PIP2DAG↑IP3↑PKC↑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)IP3受體胞液[Ca2+]↑CaM↑CaMPK↑靶酶/蛋白質(zhì)磷酸化生理效應(yīng)TPK的磷酸化PS第七十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三此信號(hào)傳遞途徑與cAMP-蛋白激酶A途徑類似，即通過激活鳥苷酸環(huán)化酶（GC），催化生成第二信使cGMP，再通過激活蛋白激酶G（PKG）而傳遞信息。目前已知心房肽（心房利鈉因子）是通過此途徑傳遞信號(hào)，可引起血管平滑肌的松弛。

NO可激活GC，從而激活該途徑。（三）cGMP-蛋白激酶G途徑第七十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三cGMP的合成和降解

GTPGＣMg2+PPicGMP磷酸二酯酶H2OCa2+或Mg2+5′-GMP第八十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三使有關(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GCG蛋白GTPcGMP激素R胞膜第八十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三（四）受體-酪氨酸蛋白激酶途徑

已知胰島素和大部分的生長因子經(jīng)此途徑傳遞信號(hào)。⑴組成：催化性受體，GRB2,SOS,Ras蛋白,MAPK激酶系統(tǒng)。1．受體TPK-Ras-MAPK途徑：第八十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三催化性受體的自身磷酸化當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體（catalyticreceptor）大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸蛋白激酶（tyrosineproteinkinase,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（autophosphorylation）。第八十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三GRB2(growthfactorreceptorboundprotein2)SH2SH3SH2域(srchomology2domain)

：細(xì)胞內(nèi)某些連接物蛋白共有的氨基酸序列，與原癌基因src編碼的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源，該區(qū)域能識(shí)別磷酸化的酪氨酸殘基并與之結(jié)合。第八十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三SH3結(jié)構(gòu)域：能與富含脯氨酸的肽段結(jié)合。PH結(jié)構(gòu)域(pleckstrinhomologydomain)：識(shí)別具有磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸的短肽，并能與G蛋白的復(fù)合物結(jié)合，還能與帶電的磷脂結(jié)合。第八十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三

SOS(sonofsevenless)：

富含脯氨酸，可與SH3結(jié)合，促使Ras的GDP換成GTP。Ras蛋白：

原癌基因產(chǎn)物，類似與G蛋白的G亞基。第八十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三MAPK系統(tǒng)(mitogen-activatedproteinkinasesystem)：是一組酶兼底物的蛋白分子，通常由三種蛋白激酶的級聯(lián)反應(yīng)構(gòu)成，種類較多，包括：MAP激酶激酶激酶(MAPKKK)，如Raf-1激酶。MAP激酶激酶(MAPKK)，如MEK1/2。MAPK，如ERK1/2。第八十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三⑵信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：第八十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞外信號(hào)EGF、PDGF等具PTK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(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化受體型TPK-Ras-MAPK信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(演示)重要！第八十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的組成：胞外信息分子，包括一部分生長因子和大部分細(xì)胞因子；非催化性受體；

JAKs（januskinases）；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激動(dòng)子（signaltransductorsandactivatorsoftranscription，STAT）。2．JAK-STAT途徑：第九十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：細(xì)胞因子或生長因子+R→受體二聚化→JAK→STAT→基因轉(zhuǎn)錄活性改變→細(xì)胞生理功能改變。第九十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三干擾素誘導(dǎo)JAK、STAT復(fù)合體核內(nèi)轉(zhuǎn)移及調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄機(jī)制第九十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期三促紅細(xì)胞生成素的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過程