《细胞信号转导生物学自然科学专业资料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞信号转导生物学自然科学专业资料课件（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 生物膜功能概述生物膜功能概述细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各种不同的膜系统有着独特的结构和功能。生物膜与种不同的膜系统有着独特的结构和功能。生物膜与种不同的膜系统有着独特的结构和功能。生物膜与种不同的膜系统有着独特的结构和功能。生物膜与生命科学中许多基本理论问题和一些亟待解决的实生命科学中许多基本理论问题和一些亟待解决的实生命科学中许多基本理论问题和一些亟待解决的实生命科学中许多基本理论问题和一些亟待解决的实际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞
2、分际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞分际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞分际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞分裂分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、裂分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、裂分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、裂分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的作用等等。尽管如此，生物膜的一般生物学功能可作用等等。尽管如此，生物膜的一般生物学功能可作用等等。尽管如此，生物膜
3、的一般生物学功能可作用等等。尽管如此，生物膜的一般生物学功能可以概括为以下几个方面以概括为以下几个方面以概括为以下几个方面以概括为以下几个方面1 1、区域化或房室化（、区域化或房室化（、区域化或房室化（、区域化或房室化（compartmemtalizationcompartmemtalization）2 2、物质的跨膜运输（、物质的跨膜运输（、物质的跨膜运输（、物质的跨膜运输（transporttransport）3 3、能量转换（、能量转换（、能量转换（、能量转换（energy conversionenergy conversion）4 4、细胞识别细胞识别细胞识别细胞识别（cell rec
4、ognitioncell recognition）5 5、细胞信号转导、细胞信号转导、细胞信号转导、细胞信号转导细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导细胞信号转导 细细胞胞信信号号转转导导（signal signal transducgtiontransducgtion）主主要要研研究究细细胞胞感感受受、转转导导环环境境刺刺激激的的分分子子途途径径及及其其对对代代谢谢生生理理反反应应和和基基因因表表达达的的调调控控，及及外外界界刺刺激激和和胞胞间间信信号号怎怎样样作作用用于于质质膜膜（或或胞胞内内）受受体体，然然后后如如何何跨跨膜膜形形成成信信号号，以以及及其其后后信信息息分分子子级级
5、联联传传递递，生生物物信信号号逐渐放大，引起基因表达和代谢反应变化等内容。逐渐放大，引起基因表达和代谢反应变化等内容。 鉴鉴于于细细胞胞信信号号转转导导与与代代谢谢和和基基因因表表达达调调控控、细细胞胞免免疫疫、生生长长发发育育、细细胞胞的的分分裂裂、分分化化、转转化化、增增殖殖等等重重要要的的生生命命活活动动有有着着十十分分密密切切的的联联系系，已已成成为为解解决许多重大理论和实际问题最重要的依据。决许多重大理论和实际问题最重要的依据。细胞信号转导生物学自然科学专业资料目目 录录第一节第一节 细胞信号转导细胞信号转导概述概述第二节第二节 受体及跨摸信号转换受体及跨摸信号转换第三节第三节 G-
6、蛋白蛋白 与跨摸信号转导与跨摸信号转导第四节第四节 几种重要的胞内信使及其信号传递途径几种重要的胞内信使及其信号传递途径第五节第五节 具有酶活性的细胞表面受体的跨摸信号转导具有酶活性的细胞表面受体的跨摸信号转导第六节第六节 蛋白质的磷酸化与脱磷酸化蛋白质的磷酸化与脱磷酸化 第七节第七节 细胞信号转导途径的细胞信号转导途径的多样性和相互作用多样性和相互作用细胞信号转导生物学自然科学专业资料第一节第一节 细胞信号转导概述细胞信号转导概述一、一、细胞信号主要种类细胞信号主要种类二、二、细胞信号转导途径的特点细胞信号转导途径的特点三、三、参与信号分子相互作用的特殊结构域参与信号分子相互作用的特殊结构域
7、细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号主要种类细胞信号主要种类(1)生物大分子的生物大分子的结构信号结构信号:蛋白质、核酸、蛋白质、核酸、 多糖及糖蛋白、糖脂类多糖及糖蛋白、糖脂类 (2)物理信号：光、电、磁场、辐射物理信号：光、电、磁场、辐射 (3)化学信号：化学信号： 细胞间信号分子（第一信使）的细胞间信号分子（第一信使）的类别类别和和特点特点 细胞内信号分子（第二信使）的细胞内信号分子（第二信使）的类别和特点类别和特点细胞信号转导生物学自然科学专业资料生物大分子的结构信息生物大分子的结构信息 在细胞内交流时，大分子的结构信息负责细胞在细胞内交流时，大分子的结构信息负责细胞在细胞内交流
8、时，大分子的结构信息负责细胞在细胞内交流时，大分子的结构信息负责细胞成分组装，成分组装，成分组装，成分组装， 决定细胞的基本代谢形式，指导细胞代决定细胞的基本代谢形式，指导细胞代决定细胞的基本代谢形式，指导细胞代决定细胞的基本代谢形式，指导细胞代谢及其调节；谢及其调节；谢及其调节；谢及其调节； 在细胞交流时，则决定同种细胞间的粘连、聚在细胞交流时，则决定同种细胞间的粘连、聚在细胞交流时，则决定同种细胞间的粘连、聚在细胞交流时，则决定同种细胞间的粘连、聚集，病原体对寄主细胞的侵染、配子的融合等；集，病原体对寄主细胞的侵染、配子的融合等；集，病原体对寄主细胞的侵染、配子的融合等；集，病原体对寄主细
9、胞的侵染、配子的融合等； 基因组核酸碱基序列蕴藏的遗传信息决定细胞基因组核酸碱基序列蕴藏的遗传信息决定细胞基因组核酸碱基序列蕴藏的遗传信息决定细胞基因组核酸碱基序列蕴藏的遗传信息决定细胞发育以及世代相承的蓝图。发育以及世代相承的蓝图。发育以及世代相承的蓝图。发育以及世代相承的蓝图。细胞信号转导生物学自然科学专业资料弱健在分子识别中的作用弱健在分子识别中的作用 蛋白质的结构信息在分子识别中起重要作用，它主要表蛋白质的结构信息在分子识别中起重要作用，它主要表现为形状和构象，而形状、构象决定于蛋白质氨基酸序列本现为形状和构象，而形状、构象决定于蛋白质氨基酸序列本身，形状、构象的信息是由非共价弱键表达
10、的。身，形状、构象的信息是由非共价弱键表达的。1.1.分子分子A A和和B B的表面匹的表面匹配的不好，只能形成配的不好，只能形成少数几个弱键，热运少数几个弱键，热运动使它们很快分离。动使它们很快分离。2.2.分子分子A A和和C C的表面匹配的表面匹配的很好，所以能形成足的很好，所以能形成足够的弱键，足以忍受热够的弱键，足以忍受热运动的冲击，相互结合运动的冲击，相互结合在一起。在一起。细胞信号转导生物学自然科学专业资料 许多超分子亚基结构可以自我组装，其组装的信息主要许多超分子亚基结构可以自我组装，其组装的信息主要存在于蛋白质自身结构中。存在于蛋白质自身结构中。 烟草花叶病毒的自我组装烟草花
11、叶病毒的自我组装细胞信号转导生物学自然科学专业资料低聚寡糖链低聚寡糖链跨膜糖蛋白跨膜糖蛋白脂双层脂双层糖被糖被糖残基糖残基唾液酸唾液酸糖脂糖脂作为细胞表面天线的多糖被的结构模式作为细胞表面天线的多糖被的结构模式细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导途径的特点细胞信号转导途径的特点 细细胞胞信信号号传传递递途途径径是是一一个个复复杂杂的的网网络络系系统统，一一种种胞胞间间信信号号被被靶靶细细胞胞质质膜膜或或胞胞内内的的受受体体接接收收，通通过过跨跨膜膜信信号号转转导导系系统统传传入入胞胞内内，然然后后由由一一系系列列蛋蛋白白质质传传递递于于效效应应分分子子，产产生生预预定定的的生生物物学
12、学效效应应。这这样样的的信信号号传传递递途途径径实实际际上上是是一一个个把把原原初初信信号号逐逐级级放放大大的的级级联联系系统统，使使得得一一种种胞胞间间信信号号的的微微弱弱刺刺激激可可以以引引发发下下游游千千百百种种酶酶和和转转录录因因子子的的活活性性改改变变，导导致致生生物物体体内明显的生理变化。内明显的生理变化。细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导主要途径模式图细胞信号转导主要途径模式图水溶水溶性激性激素等素等生长因生长因子等子等脂溶性脂溶性激素激素酪氨酸蛋酪氨酸蛋白白激酶激酶胞间信号胞间信号第一信使第一信使跨膜信跨膜信号转导号转导 蛋白质蛋白质 可可逆磷酸化逆磷酸化胞质受体胞
13、质受体(TF)(细胞外细胞外)(质膜质膜)(细胞质细胞质)光光(细胞核细胞核)Ca2+结结合蛋白合蛋白生理功生理功能调节能调节酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白核受体核受体Ras途径途径MAPKDGIP3Ca2+cAMPPKACDPKCaM.PKPKCmRNA(TF)TF受体受体G- 蛋白蛋白靶蛋白靶蛋白（酶）（酶）环环境境刺刺激激胞内信号胞内信号第二信使第二信使DNAIP3 :三磷酸肌醇三磷酸肌醇; DG:二酰甘油二酰甘油; PKA:依赖依赖cAMP的蛋白激酶的蛋白激酶; PKC:依赖依赖Ca2+的与磷脂的蛋白激酶的与磷脂的蛋白激酶; CaM.PK:依赖依赖Ca2+.CaM的蛋白激酶的蛋白激酶; CD
14、PK:依赖依赖Ca2+的蛋白激酶的蛋白激酶; MAPK:有丝分裂原蛋白激酶有丝分裂原蛋白激酶; TF:转录因转录因子子电波电波改变膜电改变膜电位或释放位或释放神经递质神经递质生理功生理功能调节能调节胞胞间间信信号号细胞信号转导生物学自然科学专业资料参与信号分子相互作用的特殊结构域参与信号分子相互作用的特殊结构域 细细胞胞信信号号传传递递中中涉涉及及的的信信号号分分子子间间的的相相互互作作用用，有有些些是是酶酶-底底物物间间的的特特异异作作用用，还还有有许许多多则则是是由由蛋蛋白白质质特特殊殊结结构构域域介介导导的的相相对对特特异异作作用用。这这些些结结构构域域一一般般由由50-100个个氨氨基
15、基酸酸组组成成具具有有特特殊殊的的空空间间构构象象，可可识识别别并并结结合合特特定定的的信信号号分分子或氨基酸序列。子或氨基酸序列。SH2 DomainSH2 DomainSH3 DomainSH3 DomainRDP DomainRDP DomainWW DomainWW DomainPDZ DomainPDZ DomainPH DomainPH Domain细胞信号转导生物学自然科学专业资料接头蛋白与锚定蛋白接头蛋白与锚定蛋白 细细胞胞信信号号转转导导中中，为为了了专专一一、高高效效地地实实现现有有关关蛋蛋白白之之间间的的相相互互作作用用，进进化化出出一一类类特特殊殊的的支支架架蛋蛋白白(
16、scaffold protein)，它它们们不不具具备备酶酶活活性性和和转转录录因因子子活活性性，其其功功能能就就是是把把上上游游和和下下游游的的信信号号传传递递分分子子联联系系起起来来，为为信信号号传传递递提提供供空空间间上上的的保保证证。接接头头蛋蛋白白(adaptor protein)和和锚锚定定蛋蛋白白(docking protein)即即是是其其中中重重要要的的两两类。类。接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号转导中的作用转导中的作用转导中的作用转导中的作用细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜PI-3KPI-3KGrb2Grb2SHP-2SHP-2NckNck细
17、胞膜细胞膜细胞膜细胞膜锚定蛋白锚定蛋白锚定蛋白锚定蛋白IRS-1IRS-1IRS-1IRS-1与其它与其它与其它与其它信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用PHPHPTBPTBP PP PP PP PP PPTKPTK胰岛素受体胰岛素受体胰岛素受体胰岛素受体 链链链链lRS-1lRS-1细胞信号转导生物学自然科学专业资料细细胞胞间间通通讯讯的的三三种种不不同同类类型型通过分泌化学介质间接联系型通过分泌化学介质间接联系型通过间隙置换直接联系型通过间隙置换直接联系型通过质膜结合分子直接接触型通过质膜结合分子直接接触型细胞信号转导生物学自然科学专业资料胞间通讯信号分
18、子的类别胞间通讯信号分子的类别 内内分分泌泌激激素素（氨氨基基酸酸衍衍生生物物、寡寡肽肽和蛋白质类、类固醇类）和蛋白质类、类固醇类） 旁分泌或自分泌因子（单胺类、脂旁分泌或自分泌因子（单胺类、脂肪酸衍生物、肽和蛋白质类）肪酸衍生物、肽和蛋白质类） 神经递质（胆碱类、氨基酸类、单神经递质（胆碱类、氨基酸类、单胺类、小肽类）胺类、小肽类） 气体信号分子，如气体信号分子，如NONO、COCO胞间通讯信号分子的特点胞间通讯信号分子的特点 特异性特异性 复杂性复杂性 时效性时效性 水溶性与脂溶性水溶性与脂溶性内分泌激素内分泌激素内分泌激素内分泌激素旁旁旁旁( (自自自自) )分泌因子分泌因子分泌因子分泌
19、因子神经递质神经递质神经递质神经递质气体信号分子气体信号分子气体信号分子气体信号分子分泌细胞分泌细胞内分泌激素内分泌激素受体受体靶细靶细胞胞靶细胞靶细胞分泌细胞分泌细胞靶细胞靶细胞神经细胞神经细胞突触突触细胞信号转导生物学自然科学专业资料胞内信号分子类别胞内信号分子类别 cAMP cAMP与与cGMPcGMP 肌醇三磷酸（肌醇三磷酸（IPIP3 3）和甘油二酯（）和甘油二酯（DGDG） Ca Ca2+2+ 其它其它 胞内信号分子特点胞内信号分子特点 胞胞内内信信号号分分子子是是在在胞胞间间信信号号被被细细胞胞表表面面受受体体接接受受后后，激激活活同同样样处处于于膜膜上上的的酶酶或或离离子子通通
20、道道而而产产生生的的，这这样样才才能能完完成成跨跨膜膜的的信信号号转转换换，最最后后导导致致细细胞胞反反应应。如如果果我我们们将将胞胞间间信信号号分分子子看看作作第第一信使，则胞内信号分子正是充当了一信使，则胞内信号分子正是充当了第二信使第二信使的作用。的作用。细胞信号转导生物学自然科学专业资料第一信使和第二信使图解第一信使和第二信使图解 各种刺激各种刺激 胞间信号胞间信号（第一信使）（第一信使） 失活的信号失活的信号分子分子 效应器效应器 cAMPcAMP或或IPIP3 3、DGDG （第二信使）（第二信使）酶活性通透性及酶活性通透性及其他生理反应其他生理反应内分泌腺内分泌腺类固醇激素、甲类
21、固醇激素、甲状腺等激素释放状腺等激素释放细胞膜细胞膜细胞细胞质质胞内受体胞内受体基因表达基因表达调控调控细胞信号转导生物学自然科学专业资料第二节第二节 受体受体(receptor)及跨摸信号转换及跨摸信号转换一、一、受体的概念、特征及分类受体的概念、特征及分类四、四、受体的研究方法受体的研究方法 标记配体法检测受体标记配体法检测受体 亲和技术提纯受体亲和技术提纯受体 分子克隆技术获取微量受体分子克隆技术获取微量受体三、三、细胞表面受体细胞表面受体种类与结构种类与结构二、二、细胞内受体细胞内受体的作用机制的作用机制细胞信号转导生物学自然科学专业资料受体的概念受体的概念 受受体体（receptor
22、receptor）是是细细胞胞表表面面或或在在细细胞胞组组分分中中的的一一种种天天然然分分子子，可可以以识识别别并并特特异异地地与与有有生生物物活活性性的的化化学学信信号号分分子子（配配体体，ligandligand）结结合合，从从而而激激活活或或启启动动细细胞胞内内一一系系列列生生物物化化学学反反应应，最最后后导导致致该该信信号号物物质质特特定定的的生生物物效效应应。绝绝大大多多数数受体为蛋白质受体为蛋白质, ,极少数为非蛋白受体。极少数为非蛋白受体。 受体的特点受体的特点 受体与配体结合具有特异性、亲和性、饱和性受体与配体结合具有特异性、亲和性、饱和性受体的类别受体的类别 细胞内受体细胞内
23、受体 细胞表面受体细胞表面受体细胞信号转导生物学自然科学专业资料细细胞胞表表面面受受体体的的三三种种类类型型C C C C、具有酶活性受体、具有酶活性受体、具有酶活性受体、具有酶活性受体配体配体配体配体无活性状态无活性状态无活性状态无活性状态活化状态活化状态活化状态活化状态B B B B 、G-G-G-G-蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体靶酶或离靶酶或离靶酶或离靶酶或离子通道子通道子通道子通道活化的靶酶活化的靶酶活化的靶酶活化的靶酶或离子通道或离子通道或离子通道或离子通道配体配体配体配体G-G-蛋白蛋白蛋白蛋白活化的活化的活化的活化的G-G-蛋白蛋白蛋白蛋白A A A
24、A 、离子通道型受体离子通道型受体离子通道型受体离子通道型受体离子离子离子离子配体配体配体配体细胞信号转导生物学自然科学专业资料离离子子通通道道型型受受体体1 1 1 1、电压、电压、电压、电压闸门通道闸门通道闸门通道闸门通道2 2 2 2、配体、配体、配体、配体闸门通道闸门通道闸门通道闸门通道细胞信号转导生物学自然科学专业资料标记配体法检测受体标记配体法检测受体 用用化化学学或或酶酶学学方方法法合合成成一一种种标标记记配配体体，将将其其加加入入含含有有受受体体的的样样品品（细细胞胞或或细细胞胞膜膜）中中，使使标标记记配配体体和和受受体体结结合合平平衡衡后后再再测测定定结结合合或或游游离离的的
25、标标记记配配体数量，由此得出受体的浓度和解离常数。体数量，由此得出受体的浓度和解离常数。细胞信号转导生物学自然科学专业资料人肝癌细胞胰岛素表面特异受体检测人肝癌细胞胰岛素表面特异受体检测细胞信号转导生物学自然科学专业资料去垢剂溶解的膜蛋白去垢剂溶解的膜蛋白从柱中洗从柱中洗去未结合去未结合的蛋白的蛋白将受体从将受体从固定化的固定化的alprenolol上洗下来上洗下来洗脱下来的受洗脱下来的受体体alprenolol 复合体复合体非特异蛋白非特异蛋白受体与杂蛋白受体与杂蛋白混合物混合物基质颗粒基质颗粒alprenolol加过量的加过量的alprenolol加洗脱液加洗脱液亲和层析法提纯亲和层析法提
26、纯肾上腺素受体肾上腺素受体细胞信号转导生物学自然科学专业资料分子克隆技术获得微量受体分子克隆技术获得微量受体 从细胞中提取所有从细胞中提取所有mRNA（其中含有能正常（其中含有能正常表达所需受体蛋白的表达所需受体蛋白的mRNA），逆转录成），逆转录成cDNA，将其重组入载体质粒，继而让其转染缺乏受体的将其重组入载体质粒，继而让其转染缺乏受体的培养细胞群，其中少数细胞可能含有能编码受体培养细胞群，其中少数细胞可能含有能编码受体所需的所需的cDNA，并表达成表面受体。，并表达成表面受体。细胞信号转导生物学自然科学专业资料制制备备所所需需细细胞胞表表面面受受体体的的表表达达克克隆隆法法A.DNAA.
27、DNA重组重组靶细胞靶细胞靶细胞靶细胞mRNAmRNAcDNAcDNA编码无关蛋白编码无关蛋白编码无关蛋白编码无关蛋白质的质的质的质的DNADNA编码所需受体编码所需受体编码所需受体编码所需受体的的的的DNADNA核内质粒复制核内质粒复制核内质粒复制核内质粒复制所需受体所需受体所需受体所需受体C.C.表达所需受体的细表达所需受体的细胞粘附于培养瓶底胞粘附于培养瓶底粘合在瓶底的配体粘合在瓶底的配体粘合在瓶底的配体粘合在瓶底的配体粘附细胞粘附细胞粘附细胞粘附细胞培养介质培养介质培养介质培养介质D.D.从从粘附细胞中提粘附细胞中提纯质粒纯质粒DNADNA并克隆并克隆 DNADNA质粒质粒质粒质粒终止
28、终止终止终止信号信号信号信号启动子启动子启动子启动子质粒质粒质粒质粒DNADNAB.B.转染及表达转染及表达细胞信号转导生物学自然科学专业资料2、细胞内受体的跨摸信号转导、细胞内受体的跨摸信号转导()甾类激素受体信号转导的基本特征甾类激素受体信号转导的基本特征 () 甾类激素受体的结构和功能甾类激素受体的结构和功能细胞信号转导生物学自然科学专业资料类类固固醇醇激激素素作作用用原原理理示示意意图图细胞信号转导生物学自然科学专业资料 (A)(A)初级反应初级反应脱皮激素脱皮激素 脱皮激素受体脱皮激素受体（B B）次级反应次级反应次级反应蛋白质次级反应蛋白质活化受体活化受体活化受体激活活化受体激活初
29、级反应基因初级反应基因诱导合成几诱导合成几 种种 蛋白质蛋白质 初级合成蛋白质初级合成蛋白质关闭初级反应基因关闭初级反应基因 初级反应蛋白质初级反应蛋白质启动次初级反应基因启动次初级反应基因果蝇细胞中脱皮激素诱导基因活化的初级与次级反应模型果蝇细胞中脱皮激素诱导基因活化的初级与次级反应模型细胞信号转导生物学自然科学专业资料DNADNA结合位点暴露结合位点暴露绞链区绞链区抑制蛋白抑制蛋白 激素结合部位激素结合部位基因激活区域基因激活区域DNADNA结合区域结合区域甾素激甾素激甾醇类激素受体作用模型甾醇类激素受体作用模型细胞信号转导生物学自然科学专业资料G G蛋白蛋白 G G 蛋蛋白白（GTP-b
30、inding GTP-binding proteinprotein）一一般般是是指指一一类类与与膜膜受受体体偶偶联联的的异异三三聚聚体体结结合合蛋蛋白白，其其具具有有和和GTPGTP结结合合并并催催化化GTPGTP水水解解成成GDPGDP的的能能力力，由由、三三个个亚亚基基组组成成，可可充充当当细细胞胞膜膜上上受受体和靶酶之间的信号传递体。体和靶酶之间的信号传递体。 另另外外还还发发现现一一类类分分子子量量较较小小的的“小小G G蛋蛋白白”（ small small GTP-GTP-binding binding protein protein ），其其特特点点是是它它们们都都是是单单体体，存
31、存在在于于不不同同的的细细胞胞部部位位，在在细细胞胞信信号号传传递递中中也也扮扮演演着着重重要要的的角角色色， RasRas蛋蛋白是该家族中最重要的成员。白是该家族中最重要的成员。细胞信号转导生物学自然科学专业资料异三聚体异三聚体G G蛋白蛋白的结构的结构细胞信号转导生物学自然科学专业资料Target Target enzymeenzymeSecondary Secondary messengermessenger生理效应生理效应生理效应生理效应胞间信号通过胞间信号通过G蛋白激活靶酶蛋白激活靶酶细胞信号转导生物学自然科学专业资料异三聚体异三聚体G G蛋白的分类蛋白的分类（按结构和进化的相似性分
32、类）（按结构和进化的相似性分类）GsGs：能活化腺苷酸环化酶：能活化腺苷酸环化酶(ACase)(ACase)G Gi i、GoGo、GtGt系列系列： G Gi i：抑制：抑制ACaseACase、电位门控通道和磷脂酰肌醇专一的、电位门控通道和磷脂酰肌醇专一的PLCPLC Go Go：抑制神经元：抑制神经元CaCa2+2+通道通道 Gt Gt：活化：活化cGMPcGMP专一的专一的PDEPDEG GQ Q系列系列：活化磷脂酰肌醇专一的：活化磷脂酰肌醇专一的PLCPLCG G1212系列系列：可能和：可能和NaNa+ +/K/K+ +交换系统早基因交换系统早基因 转录有关转录有关细胞信号转导生物
33、学自然科学专业资料Ras( Rat sarcoma)Ras( Rat sarcoma)的结构和功能的结构和功能 GTPN-N-端端端端C-C-端端端端 小小G G蛋白蛋白RasRas与异三聚体与异三聚体G G蛋白一样具有蛋白一样具有内源内源GTPaseGTPase活活性性, ,由它完成由它完成GTPGTPGDPGDP的转换的转换, ,结束一次信号传递过程结束一次信号传递过程. . RasRas作为作为质膜内侧蛋白质膜内侧蛋白, ,把把上游受体型酪氨酸蛋白激酶上游受体型酪氨酸蛋白激酶接收的信号传递到下游接收的信号传递到下游MAPKMAPK级联系统和级联系统和PI-3KPI-3K通路。通路。其参与
34、的信号途径有：成其参与的信号途径有：成纤维细胞的生长和发育，造纤维细胞的生长和发育，造血细胞的增殖和分化，血细胞的增殖和分化，T T细细胞活化胞活化, ,鉻细胞瘤细胞分化鉻细胞瘤细胞分化, ,上皮细胞的生长抑制。上皮细胞的生长抑制。细胞信号转导生物学自然科学专业资料小小G G蛋白偶联的蛋白偶联的MAPKMAPK级联系统级联系统M小小小小G G G G蛋白蛋白蛋白蛋白鸟苷酸释鸟苷酸释放因子放因子接头蛋白接头蛋白转录因子转录因子转录因子转录因子P PMMMAPK(MAPK(细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂原活化蛋白激原活化蛋白激原活化蛋白激原活化蛋白激酶酶酶酶) )级联系统级联系统细胞信号转导生物
35、学自然科学专业资料第四节第四节 几种重要的胞内信使及其信号传递途径几种重要的胞内信使及其信号传递途径一、一、cAMP信号传递途径信号传递途径二、二、IP3/DG信号传递途径信号传递途径 三、三、Ca2+信号系统信号系统四、四、cGMP信号传递途径信号传递途径细胞信号转导生物学自然科学专业资料一、一、cAMP信号转导通路信号转导通路1、cAMPcAMP的发现和第二信史学说的提出的发现和第二信史学说的提出2 2、信号分子信号分子cAMPcAMP的产生和灭活的产生和灭活3 3、受体通过、受体通过G G蛋白与蛋白与cAMPcAMP环化酶偶联的环化酶偶联的模型模型4 4、cAMPcAMP信号的传递信号的
36、传递5 5、cAMPcAMP信号调节的生理过程信号调节的生理过程细胞信号转导生物学自然科学专业资料SutherlandSutherland的研究：的研究：cAMPcAMP的发现和第二信使学说的提出的发现和第二信使学说的提出肾上腺素肾上腺素肾上腺素肾上腺素葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖糖原磷糖原磷糖原磷糖原磷酸化酶酸化酶酸化酶酸化酶腺苷酸腺苷酸腺苷酸腺苷酸环化酶环化酶环化酶环化酶cAMP cAMP 磷酸磷酸磷酸磷酸化酶化酶化酶化酶a a蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶腺苷酸腺苷酸腺苷酸腺苷酸环化酶环化酶环化酶环化酶cAMP cAMP 磷酸磷酸磷酸磷酸化酶化酶化酶化酶a aATP ATP ATPATP
37、磷酸磷酸磷酸磷酸化酶化酶化酶化酶a a细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜磷酸磷酸磷酸磷酸化酶化酶化酶化酶a a磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b b转变成磷转变成磷转变成磷转变成磷酸化酶阿酸化酶阿酸化酶阿酸化酶阿a a耐耐耐耐热热热热因因因因子子子子 Sutherland因为对因为对cAMPcAMP的研究工作，阐明它的功能并提的研究工作，阐明它的功能并提出第二信使学说而获得出第二信使学说而获得19711971年医学、生理学诺贝尔奖！年医学、生理学诺贝尔奖！细胞信号转导生物学自然科学专业资料受体通过受体通过G G蛋白与蛋白与cAMPcAMP环环化酶偶联的模型化酶偶联的模型受体蛋白受体蛋白G G蛋白蛋白腺苷
38、酸环化酶腺苷酸环化酶GDPGDPGDPGDPGDPGDPGDPGDPGDPGDPGTPGTPGTPGTP A. 信号分子结合改变受体信号分子结合改变受体构象暴露出蛋白的结合位点构象暴露出蛋白的结合位点B.膜上扩散导致配体膜上扩散导致配体- -受体与受体与GsGs蛋白结蛋白结合从而将其激活并进行合从而将其激活并进行GTP-GDPGTP-GDP交换交换C. GDP GDP为为GTPGTP所取代，引起所取代，引起 亚基亚基从从G G蛋白复合体中解离，暴露出蛋白复合体中解离，暴露出 亚亚基上腺苷酸环化酶的结合位点基上腺苷酸环化酶的结合位点 D. 亚基结合并激活环亚基结合并激活环化酶，产生许多化酶，产生
39、许多cAMPcAMP分子分子E. GTP GTP水解，使水解，使 亚基回到原初亚基回到原初构象，从而与环化酶脱离，环化构象，从而与环化酶脱离，环化酶失活，酶失活， 亚基与亚基与再结合再结合F. 环化酶重复激活，除非信号分子从环化酶重复激活，除非信号分子从受体上解离并离开受体回到原初构象受体上解离并离开受体回到原初构象ATPATPcAMPcAMPGTPGTPGDPGDP细胞信号转导生物学自然科学专业资料cAMPcAMP的合成与分解的合成与分解腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 cAMP cAMP cAMP cAMP 磷酸二酯酶磷酸二酯酶磷酸二酯酶磷酸二酯酶细胞信号转导生物学自然科学
40、专业资料腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(ACase)(ACase)的拓扑结构的拓扑结构细胞信号转导生物学自然科学专业资料PDEPDE的类别的类别PDE1 CaPDE1 Ca2+2+依赖型，依赖型，依赖型，依赖型， 型对型对型对型对cGMPcGMP专一，专一，专一，专一， 型对型对型对型对cAMPcAMP和和和和 cGMPcGMP活力相等。活力相等。活力相等。活力相等。PDE2 cGMPPDE2 cGMP刺激型，刺激型，刺激型，刺激型，对对对对cAMPcAMP和和和和cGMPcGMP活力相等。活力相等。活力相等。活力相等。PDE3 cGMPPDE3 cGMP抑制型，抑制型，抑制型，抑制型，对对对对cA
41、MPcAMP专一。专一。专一。专一。PDE4 PDE4 在协同下才有效水解在协同下才有效水解在协同下才有效水解在协同下才有效水解cAMPcAMP，对抑制敏感。，对抑制敏感。，对抑制敏感。，对抑制敏感。PDE5 PDE5 以以以以cGMPcGMP为特异底物。为特异底物。为特异底物。为特异底物。PDE6 PDE6 被被被被GG 活化。活化。活化。活化。PDE7 PDE7 专一水解专一水解专一水解专一水解cAMPcAMP。PDE8 PDE8 对对对对cAMPcAMP专一。专一。专一。专一。PDE9 PDE9 对对对对cGMPcGMP高度专一。高度专一。高度专一。高度专一。PDE10 PDE10 可水
42、解可水解可水解可水解cAMPcAMP和和和和cGMPcGMP。细胞信号转导生物学自然科学专业资料激素通过激素通过cAMP-cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图 ATP cAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作用内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜cR蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（无活性）c+RcAMP蛋白激酶蛋白激酶（有活性）（有活性）受体受体环化酶环化酶激素激素G蛋白蛋白细胞信号转导生物学自然科学专业资料cAMP激活蛋白激活蛋白激酶的作用机理激酶的作用机理细胞信号转导生物学自然科学专业资料酶酶级联系统级联系统调控示意图调控示意图 由于
43、由于酶的共价酶的共价修饰反应是酶促修饰反应是酶促反应，只要有少反应，只要有少量信号分子（如量信号分子（如激素）存在，即激素）存在，即可通过加速这种可通过加速这种酶促反应，而使酶促反应，而使大量的另一种酶大量的另一种酶发生化学修饰，发生化学修饰，从而获得放大效从而获得放大效应。这种调节方应。这种调节方式快速、效率极式快速、效率极高。高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1 1、腺苷酸环化、腺苷酸环化酶（无活性）酶（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPRcAMP3 3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4 4、磷酸化酶激、磷酸
44、化酶激酶（无活性）酶（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5 5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖ATP ADPATP ADP456细胞信号转导生物学自然科学专业资料 cAMPcAMP信号传递过程信号传递过程中的放大作用中的放大作用细胞信号转导生物学自然科学专业资料cAMPcAMP信号系统传递模型信号系统传递模型细胞信号转导生物学自然科学专业资料cAMP参与的
45、某些生理过程参与的某些生理过程 生理过程生理过程生理过程生理过程 细胞组织细胞组织细胞组织细胞组织 促进糖原分解促进糖原分解促进糖原分解促进糖原分解 抑制糖原合成抑制糖原合成抑制糖原合成抑制糖原合成 肝、肌肉、脂肪细胞肝、肌肉、脂肪细胞肝、肌肉、脂肪细胞肝、肌肉、脂肪细胞 促进糖原异生促进糖原异生促进糖原异生促进糖原异生 肝、肾肝、肾肝、肾肝、肾 促进甘油三酯及胆固醇水解促进甘油三酯及胆固醇水解促进甘油三酯及胆固醇水解促进甘油三酯及胆固醇水解 脂肪细胞、肝、肌肉、产生类固醇细胞脂肪细胞、肝、肌肉、产生类固醇细胞脂肪细胞、肝、肌肉、产生类固醇细胞脂肪细胞、肝、肌肉、产生类固醇细胞 抑制脂类合成抑
46、制脂类合成抑制脂类合成抑制脂类合成 肝、脂肪组织肝、脂肪组织肝、脂肪组织肝、脂肪组织 促进类固醇激素合成促进类固醇激素合成促进类固醇激素合成促进类固醇激素合成 肾上腺皮质、睾丸间质细胞肾上腺皮质、睾丸间质细胞肾上腺皮质、睾丸间质细胞肾上腺皮质、睾丸间质细胞 增强膜透性（离子）增强膜透性（离子）增强膜透性（离子）增强膜透性（离子） 神经细胞、肌肉细胞神经细胞、肌肉细胞神经细胞、肌肉细胞神经细胞、肌肉细胞 增强膜透性（水）增强膜透性（水）增强膜透性（水）增强膜透性（水） 肾、膀胱、皮肤肾、膀胱、皮肤肾、膀胱、皮肤肾、膀胱、皮肤 基因转录基因转录基因转录基因转录 微生物乳糖操纵子、酶诱导微生物乳糖操
47、纵子、酶诱导微生物乳糖操纵子、酶诱导微生物乳糖操纵子、酶诱导 蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成 分解效应（肝）、分解效应（肝）、分解效应（肝）、分解效应（肝）、 选择性蛋白质合成（肾上腺皮质）选择性蛋白质合成（肾上腺皮质）选择性蛋白质合成（肾上腺皮质）选择性蛋白质合成（肾上腺皮质） 细胞分裂与分化细胞分裂与分化细胞分裂与分化细胞分裂与分化 肝瘤细胞肝瘤细胞肝瘤细胞肝瘤细胞 细胞信号转导生物学自然科学专业资料二、二、IPIP3 3与与DGDG信号途径信号途径）1 1、质膜磷脂代谢及其胞内信使的发现质膜磷脂代谢及其胞内信使的发现 2 2、肌醇磷脂、肌醇磷脂信号分子信号分子信号分子信号分子(
48、 ( ( (IPIP3 3与与DG)DG)的的的的产生和灭活产生和灭活产生和灭活产生和灭活 3 3 3 3、肌醇磷脂途径肌醇磷脂途径（ PLC/ IP PLC/ IP PLC/ IP PLC/ IP3 3 3 3/DG/DG/DG/DG）的）的）的）的基本模型基本模型基本模型基本模型 4 4 4 4、IPIPIPIP3 3 3 3/Ca/Ca/Ca/Ca2+2+2+2+信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细胞效应 5 5、DG/PKCDG/PKCDG/PKCDG/PKC信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细胞效应信号传递途径及细
49、胞效应细胞信号转导生物学自然科学专业资料 PIP2 DG IP3 磷脂酶磷脂酶C (PLC)质膜磷酸肌醇磷脂的分解质膜磷酸肌醇磷脂的分解细胞信号转导生物学自然科学专业资料 PA:磷脂酸磷脂酸MG:单酰甘油单酰甘油AA:花生四烯酸花生四烯酸磷脂酸肌醇循环磷脂酸肌醇循环细胞信号转导生物学自然科学专业资料PLCPLCDGDGPIPPIP2 2IPIP3 3DG、IP3系统信号转导模式图系统信号转导模式图CaCa2+2+GTPGTP配体配体配体配体受受受受体体体体CaM+CaCaM+Ca2+2+磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用磷酸化作用GDPGDPGGQQPKCP
50、KC细胞信号转导生物学自然科学专业资料磷脂酸肌醇循环及信号转导磷脂酸肌醇循环及信号转导细胞信号转导生物学自然科学专业资料 刺激刺激 受体受体 Ca2+通道通道 Ca2+泵泵IP4引起胞外引起胞外CaCa2+2+的跨膜内流的跨膜内流IP3引起内质引起内质网网CaCa2+2+释放释放IPIP3 3引起胞内引起胞内CaCa2+2+的动员示意图的动员示意图IPIP3 3IPIP4 4细胞信号转导生物学自然科学专业资料磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶C C (PCL)(PCL)激素激素激酶激酶激酶激酶C C (PKC)(PKC) R RPIP2IP3IP3受体受体内质网内质网Ca2+G蛋白蛋白IP3/Ca2+的
51、和的和DG/PKC信号转导途径信号转导途径1蛋白蛋白ATPATPADPDGDGCa2+Ca2+ /CaM钙调蛋白钙调蛋白(CaM)蛋白激酶蛋白激酶（无活）（无活） 蛋白激酶蛋白激酶（有活性（有活性）蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质ATPATPADPADPP PGTPGTP生理生理生理生理效应效应效应效应蛋白蛋白P P生理效应生理效应生理效应生理效应细胞信号转导生物学自然科学专业资料IPIP3 3在完整细胞和透性细胞中诱导的生理效应在完整细胞和透性细胞中诱导的生理效应在完整细胞和透性细胞中诱导的生理效应在完整细胞和透性细胞中诱导的生理效应 细胞类型细胞类型细胞类型细胞类型 透性细胞透性细胞透性细胞透性细
52、胞 血管平滑肌细胞血管平滑肌细胞血管平滑肌细胞血管平滑肌细胞 胃平滑肌细胞胃平滑肌细胞胃平滑肌细胞胃平滑肌细胞 骨骼肌细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞 粘性霉菌粘性霉菌粘性霉菌粘性霉菌 海胆卵细胞海胆卵细胞海胆卵细胞海胆卵细胞 血小板血小板血小板血小板完整细胞完整细胞完整细胞完整细胞 鲨属动物光受体鲨属动物光受体鲨属动物光受体鲨属动物光受体 蝾螈蝾螈蝾螈蝾螈 平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞 泪腺细胞泪腺细胞泪腺细胞泪腺细胞 生理效应生理效应生理效应生理效应收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩收缩cGMPcGMP形成，肌动蛋白聚合形成，肌动蛋白聚合形成，肌动蛋白聚合形成，肌动
53、蛋白聚合皮质反应皮质反应皮质反应皮质反应聚合，聚合，聚合，聚合，5-5-羟色氨酸释放，变形反应羟色氨酸释放，变形反应羟色氨酸释放，变形反应羟色氨酸释放，变形反应光传导和适应反应，胞内光传导和适应反应，胞内光传导和适应反应，胞内光传导和适应反应，胞内CaCa2+2+增高增高增高增高光反应调节光反应调节光反应调节光反应调节KK+ +流增加流增加流增加流增加KK+ +流增加流增加流增加流增加细胞信号转导生物学自然科学专业资料PIPPIP2 2IPIP3 3DGDGDGDG磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶C CPKC PKC 依赖依赖依赖依赖CaCa2+2+和和和和PSPS的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白
54、激酶PS PS 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸活化的活化的活化的活化的PKCPKCPKC-PS-DG-PKC-PS-DG-CaCa2+2+ 复合物复合物复合物复合物DG/PKC的激活机制图解的激活机制图解PKCPKC细胞信号转导生物学自然科学专业资料磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶C C (PCL)(PCL)激素激素激酶激酶激酶激酶C C (PKC)(PKC) R RPIP2IP3IP3受体受体内质网内质网Ca2+G蛋白蛋白IP3/Ca2+的和的和DG/PKC信号转导途径信号转导途径11蛋白蛋白蛋白蛋白ATPATPADPDGDGPSCa2+Ca2+ /CaM钙调蛋白钙调蛋白(CaM)
55、蛋白激酶蛋白激酶（无活）（无活）蛋白激酶蛋白激酶（有活）（有活）蛋白蛋白蛋白蛋白ATPATPADPADPP PP PGTPGTP生理生理生理生理效应效应效应效应生理生理生理生理效应效应效应效应细胞信号转导生物学自然科学专业资料PKC的生理功能的多样性的生理功能的多样性1 1 对膜离子转运功能的调节对膜离子转运功能的调节对膜离子转运功能的调节对膜离子转运功能的调节2 2 对膜受体功能的调节对膜受体功能的调节对膜受体功能的调节对膜受体功能的调节3 3 参与代谢的调节（如通过催化磷酸化反应调节酶参与代谢的调节（如通过催化磷酸化反应调节酶参与代谢的调节（如通过催化磷酸化反应调节酶参与代谢的调节（如通过
56、催化磷酸化反应调节酶 活性）活性）活性）活性）4 4 参与生物活性物质的合成与分泌参与生物活性物质的合成与分泌参与生物活性物质的合成与分泌参与生物活性物质的合成与分泌5 5 对转录过程的调节作用（通过调节转录因子活性对转录过程的调节作用（通过调节转录因子活性对转录过程的调节作用（通过调节转录因子活性对转录过程的调节作用（通过调节转录因子活性 间接调节基因转录活动）间接调节基因转录活动）间接调节基因转录活动）间接调节基因转录活动）细胞信号转导生物学自然科学专业资料IP3/Ca2+和和DG/PKC途径之间的相互作用途径之间的相互作用CaCa2+2+调调调调节的生节的生节的生节的生理反应理反应理反应
57、理反应PKCPKC调调调调节的生节的生节的生节的生理反应理反应理反应理反应细细细细胞胞胞胞生生生生理理理理效效效效应应应应细胞信号转导生物学自然科学专业资料三、胞内信使三、胞内信使Ca2+1、细胞、细胞Ca2+ 转运系统转运系统2、 Ca2+信号的信号的产生和终止产生和终止3、钙信使的信号传递、钙信使的信号传递钙结合蛋白钙结合蛋白的结构与功能的结构与功能4、 Ca2+ -CaM依赖性蛋白激酶依赖性蛋白激酶（CaM-PK）的结构和）的结构和 作用机理作用机理5、 CaM-PK的的生物学效应生物学效应细胞信号转导生物学自然科学专业资料 细胞内外细胞内外Ca2+分布分布胞外：胞外：胞外：胞外：0.1
58、0.110mmol/L10mmol/L胞内：总胞内：总胞内：总胞内：总1mmol/L1mmol/L 其中其中其中其中 核内占核内占核内占核内占50%50% 线粒体内占线粒体内占线粒体内占线粒体内占35%35% 内质网内占内质网内占内质网内占内质网内占14% 14% 质膜内占质膜内占质膜内占质膜内占0.5%0.5% 胞质内占胞质内占胞质内占胞质内占0.5%0.5%细胞核细胞核细胞核细胞核内质网内质网内质网内质网线粒体线粒体线粒体线粒体细胞质细胞质细胞质细胞质细胞信号转导生物学自然科学专业资料 离子通道离子通道离子通道离子通道NaNa+ +-Ca-Ca2+2+交换器交换器交换器交换器依赖依赖依赖依
59、赖CaMCaM的的的的CaCa2+2+泵泵泵泵动物肌细胞中的动物肌细胞中的Ca2+转运系统转运系统质质 膜膜线线粒粒体体肌质网肌质网CaCa2+2+ H H2 2POPO4 4- -Ca-Ca2+2+交换器交换器交换器交换器CaCa2+2+泵泵泵泵 与通过酶促反与通过酶促反与通过酶促反与通过酶促反应应应应 产生的胞内信使产生的胞内信使产生的胞内信使产生的胞内信使不同，不同，不同，不同，CaCa2+2+不能简不能简不能简不能简单地产生和消失，单地产生和消失，单地产生和消失，单地产生和消失，而是由细胞中复杂而是由细胞中复杂而是由细胞中复杂而是由细胞中复杂的转移的转移的转移的转移CaCa2+2+系统
60、在系统在系统在系统在特定的时空将其转特定的时空将其转特定的时空将其转特定的时空将其转移，形成移，形成移，形成移，形成CaCa2 2+ +信号，信号，信号，信号，应答外界刺激应答外界刺激应答外界刺激应答外界刺激。细胞信号转导生物学自然科学专业资料两两种种类类型型闸闸门门离离子子通通道道1 1、电压、电压、电压、电压闸门通道闸门通道闸门通道闸门通道2 2、配体、配体、配体、配体闸门通道闸门通道闸门通道闸门通道细胞信号转导生物学自然科学专业资料植物细胞钙离子转运体系植物细胞钙离子转运体系细胞信号转导生物学自然科学专业资料 CaCa2+2+信号的产生与终止信号的产生与终止 CaCa2+2+信号的产生和
61、消失是胞内信号的产生和消失是胞内信号的产生和消失是胞内信号的产生和消失是胞内CaCa2+2+增减、波动的结果。增减、波动的结果。增减、波动的结果。增减、波动的结果。 在某些细胞，质膜通道开放是产生在某些细胞，质膜通道开放是产生在某些细胞，质膜通道开放是产生在某些细胞，质膜通道开放是产生CaCa2+2+信号的主要途径信号的主要途径信号的主要途径信号的主要途径, ,如神经细胞动作电位达到终端，引起电位门控如神经细胞动作电位达到终端，引起电位门控如神经细胞动作电位达到终端，引起电位门控如神经细胞动作电位达到终端，引起电位门控CaCa2+2+通道的通道的通道的通道的开开开开启，胞外启，胞外启，胞外启，
62、胞外CaCa2+2+涌入胞桨，引发一系列导致神经递质释放的生涌入胞桨，引发一系列导致神经递质释放的生涌入胞桨，引发一系列导致神经递质释放的生涌入胞桨，引发一系列导致神经递质释放的生化反应。而在另一些细胞，胞内钙库化反应。而在另一些细胞，胞内钙库化反应。而在另一些细胞，胞内钙库化反应。而在另一些细胞，胞内钙库CaCa2+2+通道开放是产生信通道开放是产生信通道开放是产生信通道开放是产生信号的主要途径。号的主要途径。号的主要途径。号的主要途径。 当胞质内当胞质内当胞质内当胞质内CaCa2+2+浓度达到浓度达到浓度达到浓度达到1 1 mol .Lmol .L-1-1时即可直接或间接活时即可直接或间接
63、活时即可直接或间接活时即可直接或间接活化质膜和内质网膜的化质膜和内质网膜的化质膜和内质网膜的化质膜和内质网膜的CaCa2+2+ -ATPase -ATPase，把过多的，把过多的，把过多的，把过多的CaCa2+2+泵入泵入泵入泵入钙库钙库钙库钙库或送到胞外。当胞内或送到胞外。当胞内或送到胞外。当胞内或送到胞外。当胞内CaCa2+2+浓度在浓度在浓度在浓度在 mol .Lmol .L-1-1以上，线以上，线以上，线以上，线粒体膜上的粒体膜上的粒体膜上的粒体膜上的CaCa2+2+单一运送器明显发挥转移单一运送器明显发挥转移单一运送器明显发挥转移单一运送器明显发挥转移CaCa2+2+的能力。的能力。
64、的能力。的能力。细胞信号转导生物学自然科学专业资料钙结合蛋白钙结合蛋白 胞内信使系统共同特点之一是，胞内信号产生后，要与其胞内信使系统共同特点之一是，胞内信号产生后，要与其胞内信使系统共同特点之一是，胞内信号产生后，要与其胞内信使系统共同特点之一是，胞内信号产生后，要与其靶分子（靶蛋白或靶酶）作用而传递信息，继而产生生理反靶分子（靶蛋白或靶酶）作用而传递信息，继而产生生理反靶分子（靶蛋白或靶酶）作用而传递信息，继而产生生理反靶分子（靶蛋白或靶酶）作用而传递信息，继而产生生理反应。应。应。应。CaCaCaCa2+2+2+2+信使的靶分子主要是钙结合蛋白，即其信号传递是通信使的靶分子主要是钙结合蛋
65、白，即其信号传递是通信使的靶分子主要是钙结合蛋白，即其信号传递是通信使的靶分子主要是钙结合蛋白，即其信号传递是通过钙结合蛋白介导的。过钙结合蛋白介导的。过钙结合蛋白介导的。过钙结合蛋白介导的。钙结合蛋白的种类：钙结合蛋白的种类：钙结合蛋白的种类：钙结合蛋白的种类： （1 1 1 1）具有）具有）具有）具有EFEFEFEF手形结手形结手形结手形结构的钙结合蛋白家族，构的钙结合蛋白家族，构的钙结合蛋白家族，构的钙结合蛋白家族，如如如如钙调素钙调素钙调素钙调素(Calmodulin,CaM)(Calmodulin,CaM) （2 2）依赖钙的磷脂结依赖钙的磷脂结依赖钙的磷脂结依赖钙的磷脂结合蛋白合蛋
66、白合蛋白合蛋白- - - -附加蛋白家族附加蛋白家族附加蛋白家族附加蛋白家族（annexinannexin）Ca2+EF细胞信号转导生物学自然科学专业资料钙钙调调素素的的结结构构Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+细胞信号转导生物学自然科学专业资料Ca2+ CaM复合体对靶酶的活化作用复合体对靶酶的活化作用酶酶XX蛋白激酶、磷酸酯酶、核苷酸环化蛋白激酶、磷酸酯酶、核苷酸环化酶、酶、 离子通道蛋白、肌肉收缩蛋白离子通道蛋白、肌肉收缩蛋白+Ca2+CaMCa2+ CaM酶酶X (有活性有活性)酶酶X (无活性无活性)细胞信号转导生物学自然科学专业资料钙调素依赖蛋白激酶（钙调素依赖蛋白激酶（CaM-PK
67、CaM-PK）作用机制示意图）作用机制示意图CaCa2+2+/CaM/CaM调节结构域调节结构域调节结构域调节结构域连接结构域连接结构域连接结构域连接结构域催化结构域催化结构域催化结构域催化结构域P PATPATP蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶MgMg2+2+/ATP/ATPP PATPATP底物底物底物底物底物底物底物底物P P ThrThr286286(11-260)(11-260)(261-319)(261-319)PiPi 酶分子酶分子酶分子酶分子自磷酸化自磷酸化自磷酸化自磷酸化 酶分子酶分子酶分子酶分子脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化 底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸
68、化细胞信号转导生物学自然科学专业资料钙调素依赖蛋白激酶（钙调素依赖蛋白激酶（CaM-PKCaM-PK）作用机制示意图）作用机制示意图1 1 1 1、CCaMKCCaMKCCaMKCCaMK处于处于处于处于非活性状态非活性状态非活性状态非活性状态2 2 2 2、环境、环境、环境、环境CaCaCaCa2+2+2+2+浓度升高，视浓度升高，视浓度升高，视浓度升高，视维蛋白类结构域捕捉维蛋白类结构域捕捉维蛋白类结构域捕捉维蛋白类结构域捕捉CaCaCaCa2+2+2+2+3 3 3 3、CaCaCaCa2+2+2+2+刺激的自我磷酸化，刺激的自我磷酸化，刺激的自我磷酸化，刺激的自我磷酸化，提高了对钙调素
69、的亲和力提高了对钙调素的亲和力提高了对钙调素的亲和力提高了对钙调素的亲和力4 4 4 4、CCaMKCCaMKCCaMKCCaMK与结合有与结合有与结合有与结合有CaCaCaCa2+2+2+2+的的的的CaMCaMCaMCaM结合，自抑制被结合，自抑制被结合，自抑制被结合，自抑制被解除，激酶被激活解除，激酶被激活解除，激酶被激活解除，激酶被激活5 5 5 5、底物互作、底物互作、底物互作、底物互作6 6 6 6、底物被磷酸化、底物被磷酸化、底物被磷酸化、底物被磷酸化CaCaCaCa2+2+2+2+浓度升高浓度升高浓度升高浓度升高细胞信号转导生物学自然科学专业资料CaM-PK的底物及其功能的底物
70、及其功能底物蛋白底物蛋白底物蛋白底物蛋白功功功功 能能能能乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶 脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成ATP-ATP-ATP-ATP-柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成环核苷酸磷酸二酯酶环核苷酸磷酸二酯酶环核苷酸磷酸二酯酶环核苷酸磷酸二酯酶 环腺苷酸代谢环腺苷酸代谢环腺苷酸代谢环腺苷酸代谢鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶 环磷酸鸟苷代谢环磷酸鸟苷代谢环磷酸鸟苷代谢环磷酸鸟苷代谢糖原合成酶糖原合成酶糖原合成酶糖原合成酶 糖代谢糖代谢糖代谢糖代谢丙酮酸激酶丙酮酸激酶
71、丙酮酸激酶丙酮酸激酶 糖代谢糖代谢糖代谢糖代谢磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 糖原分解糖原分解糖原分解糖原分解核糖体蛋白核糖体蛋白核糖体蛋白核糖体蛋白5S 5S 5S 5S 蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成RyanodineRyanodineRyanodineRyanodine受体受体受体受体. . . .心肌心肌心肌心肌 Ca Ca Ca Ca2+2+2+2+释放释放释放释放三磷酸肌醇三磷酸肌醇三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP(IP(IP(IP3 3 3 3) ) ) )受体受体受体受体 IP IP IP IP3 3 3 3刺激刺激刺激刺激CaCaCaCa2+2+2+2+
72、外排外排外排外排细胞信号转导生物学自然科学专业资料cGMP信号转导通路模式图信号转导通路模式图一氧化氮合成酶一氧化氮合成酶一氧化氮合成酶一氧化氮合成酶血红素氧化酶血红素氧化酶血红素氧化酶血红素氧化酶其它靶分子其它靶分子其它靶分子其它靶分子浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶膜受体结合型膜受体结合型膜受体结合型膜受体结合型鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶cGMPcGMP门控门控门控门控离子通道离子通道离子通道离子通道cGMPcGMP抑抑抑抑制的制的制的制的PDEPDEADP-ADP-核糖核糖核糖核糖环化酶环化酶环化酶环化酶cGMPcGM
73、P激激激激活的活的活的活的PDEPDEcGMPcGMP依赖依赖依赖依赖的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶cAMPcAMP依赖依赖依赖依赖的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶离子流动离子流动离子流动离子流动cAMPcAMP反应性反应性反应性反应性cAMPcAMP反应性反应性反应性反应性cADPRcADPR合成合成合成合成蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化cGMPcGMPANP/BNPANP/BNPCNPCNPSTa/GuanylinSTa/GuanylinNONOCOCOGC-AGC-AGC-BGC-BGC-CGC-CcAMPcAMP细胞信
74、号转导生物学自然科学专业资料 GC结构示意图及与酪氨酸蛋白激酶的比较结构示意图及与酪氨酸蛋白激酶的比较质质质质 膜膜膜膜NHNH3 3NHNH3 3COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHNHNH3 3NHNH3 3细胞外细胞外细胞外细胞外细胞内细胞内细胞内细胞内PTRPTRPTRPTR环环环环化化化化酶酶酶酶催催催催化化化化域域域域膜上膜上膜上膜上GCGC膜内膜内膜内膜内GCGC细胞信号转导生物学自然科学专业资料 cGMP信号在血管平滑肌松弛中的作用信号在血管平滑肌松弛中的作用ArgArg平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞血管腔血管腔血管腔血管腔血管内皮细胞血管
75、内皮细胞血管内皮细胞血管内皮细胞血管壁血管壁血管壁血管壁胞外刺激胞外刺激胞外刺激胞外刺激NONOGTPGTPcGMPcGMPcGMPcGMPGCGC松弛松弛松弛松弛松弛松弛松弛松弛平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌细胞GTPGTPGCGCNOSNOSCaCa2+2+CaCa2+2+- -CaMCaMNOS NONOS NO合成酶合成酶合成酶合成酶，GCGC浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶浆可溶型鸟苷酸环化酶细胞信号转导生物学自然科学专业资料第五节第五节 具有酶活性的表面受体信号转换系统具有酶活性的表面受体信号转换系统 具有酶活性受体介导的是非经典具有酶活性受体介导
76、的是非经典具有酶活性受体介导的是非经典具有酶活性受体介导的是非经典跨质膜与胞内信号途径，他们共同的特跨质膜与胞内信号途径，他们共同的特跨质膜与胞内信号途径，他们共同的特跨质膜与胞内信号途径，他们共同的特点是受体可以单独完成信号传递，胞内信号传递不产生经典意义上的第二信点是受体可以单独完成信号传递，胞内信号传递不产生经典意义上的第二信点是受体可以单独完成信号传递，胞内信号传递不产生经典意义上的第二信点是受体可以单独完成信号传递，胞内信号传递不产生经典意义上的第二信使使使使, , , ,受体胞内域具有受体胞内域具有受体胞内域具有受体胞内域具有磷酸化等酶活性磷酸化等酶活性磷酸化等酶活性磷酸化等酶活性
77、或具有或具有或具有或具有募集胞质酶蛋白能力募集胞质酶蛋白能力募集胞质酶蛋白能力募集胞质酶蛋白能力，因此引起的因此引起的因此引起的因此引起的以以以以级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导，最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。受体酪氨酸蛋白激酶家族和细胞因子家族是其中最重要的两类。受体酪氨酸蛋白激酶家族和细胞因子家族是其中最重要的两类。受体酪氨酸蛋白激酶家族和细胞因子家族是其中最重要的两类。受体酪氨酸蛋白激酶家族和细胞因子家族
78、是其中最重要的两类。 一、一、受体受体Tyr蛋白激酶蛋白激酶 (receptor protein tyrosine kinase, RPTK)基本结构基本结构二、二、RPTK的活化与跨摸信号转导的活化与跨摸信号转导 三、三、RPTK受体的胞内信号转导通路受体的胞内信号转导通路细胞信号转导生物学自然科学专业资料具有募集胞质酶蛋白能力接头蛋白与锚定蛋白具有募集胞质酶蛋白能力接头蛋白与锚定蛋白 细细胞胞信信号号转转导导中中，为为了了专专一一、高高效效地地实实现现有有关关蛋蛋白白之之间间的的相相互互作作用用，进进化化出出一一类类特特殊殊的的支支架架蛋蛋白白(scaffold protein)，它它们们
79、不不具具备备酶酶活活性性和和转转录录因因子子活活性性，其其功功能能就就是是把把上上游游和和下下游游的的信信号号传传递递分分子子联联系系起起来来，为为信信号号传传递递提提供供空空间间上上的的保保证证。接接头头蛋蛋白白(adaptor protein)和和锚锚定定蛋蛋白白(docking protein)即即是是其其中中重重要要的的两两类。类。接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号接头蛋白在细胞信号转导中的作用转导中的作用转导中的作用转导中的作用细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜PI-3KPI-3KGrb2Grb2SHP-2SHP-2NckNck细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜锚定蛋白锚定蛋白锚定蛋
80、白锚定蛋白IRS-1IRS-1IRS-1IRS-1与其它与其它与其它与其它信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用信号蛋白的相互作用PHPHPTBPTBP PP PP PP PP PPTKPTK胰岛素受体胰岛素受体胰岛素受体胰岛素受体 链链链链lRS-1lRS-1细胞信号转导生物学自然科学专业资料半胱氨酸残基半胱氨酸残基酪氨酸残基酪氨酸残基激酶活激酶活性区性区跨膜结跨膜结构区构区配体结配体结合区合区N-末端末端C-末端末端细胞外细胞外区域区域细胞内细胞内区域区域质膜质膜RPTK结构示意图结构示意图ATP底物结底物结合区合区膜受体酪氨酸蛋白激酶家族：膜受体酪氨酸蛋白激酶家族：胰岛素
81、受体家族胰岛素受体家族上皮生长因子受体家族上皮生长因子受体家族血小板衍生生长因子受体家族血小板衍生生长因子受体家族成纤维细胞生长因子受体家族成纤维细胞生长因子受体家族血管内皮生长因子受体家族血管内皮生长因子受体家族肝细胞生长因子受体亚家族肝细胞生长因子受体亚家族神经营养因子受体亚家族神经营养因子受体亚家族细胞信号转导生物学自然科学专业资料P PP PP PP PRPTKRPTK受体激酶激活机理受体激酶激活机理配体配体配体配体无活性单体无活性单体无活性单体无活性单体有活性二聚体有活性二聚体有活性二聚体有活性二聚体ATP ADPATP ADP受体自身受体自身受体自身受体自身磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化
82、催化底物催化底物催化底物催化底物磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶催化受体催化受体催化受体催化受体脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化HH2 2OO配体离开受体，配体离开受体，配体离开受体，配体离开受体，底物磷酸化继续底物磷酸化继续底物磷酸化继续底物磷酸化继续P PP PP PP PP PP PP P细胞信号转导生物学自然科学专业资料RPTK型受体的细胞内信号转导通路型受体的细胞内信号转导通路PLCPLCPIPPIP2 2DGDGIPIP3 3PKCPKCCaCa2+2+P P2121- -RasRasSerSer家族成员家族成员家族成员家族成员MAPKKKMAPKKKMAP
83、KKMAPKKMAPKMAPKMAPKMAPK激酶激酶激酶激酶生长因子生长因子生长因子生长因子受体受体受体受体Ser/ThrSer/Thr蛋蛋蛋蛋白激酶白激酶白激酶白激酶细胞分裂原活细胞分裂原活细胞分裂原活细胞分裂原活化蛋白激酶化蛋白激酶化蛋白激酶化蛋白激酶细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜小小小小GG蛋白蛋白蛋白蛋白细胞信号转导生物学自然科学专业资料第六节第六节 蛋白质的磷酸化与脱磷酸化蛋白质的磷酸化与脱磷酸化一、蛋白质的一、蛋白质的可逆磷酸化及其调控机制可逆磷酸化及其调控机制二、二、蛋白激酶蛋白激酶三、三、蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶四、蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的四、蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的特点和
84、意义特点和意义 蛋白质磷酸化与脱磷酸化修饰是调控各种各样生物学功能的蛋白质磷酸化与脱磷酸化修饰是调控各种各样生物学功能的蛋白质磷酸化与脱磷酸化修饰是调控各种各样生物学功能的蛋白质磷酸化与脱磷酸化修饰是调控各种各样生物学功能的通用机制，通用机制，通用机制，通用机制，19551955年美国生化学家年美国生化学家年美国生化学家年美国生化学家KrebsKrebs等发现等发现等发现等发现糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶的调的调的调的调节机制后，人们陆续发现了许多受这种方式调控的生理生化过节机制后，人们陆续发现了许多受这种方式调控的生理生化过节机制后，人们陆续发现了许多受这种方式调控的生理
85、生化过节机制后，人们陆续发现了许多受这种方式调控的生理生化过程，认识到蛋白质可逆磷酸化作用是许多信号转导途径实现其程，认识到蛋白质可逆磷酸化作用是许多信号转导途径实现其程，认识到蛋白质可逆磷酸化作用是许多信号转导途径实现其程，认识到蛋白质可逆磷酸化作用是许多信号转导途径实现其生物学功能的枢纽生物学功能的枢纽生物学功能的枢纽生物学功能的枢纽。细胞信号转导生物学自然科学专业资料糖原分解和合成的调控糖原分解和合成的调控 糖原的分解和合成都是根据肌体的需要由一系列的调控机制进行调控，其糖原的分解和合成都是根据肌体的需要由一系列的调控机制进行调控，其限速酶分别为限速酶分别为磷酸化酶磷酸化酶和和糖原合成酶
86、糖原合成酶。它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共。它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。效果相反。糖原合成酶糖原合成酶 a ( 有活性有活性)OH糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 b ( 无活性无活性)OHATPADPH2OPi糖原合成酶糖原合成酶 b ( 无活性无活性)P糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 a ( 有活性有活性)P蛋白激酶蛋白激酶蛋白磷酸酯酶蛋白磷酸酯酶 1992年年 Krebs和和Fisher关于关于 糖元代谢中糖元代谢中蛋白质的可逆磷酸化研究获诺贝尔化
87、学奖蛋白质的可逆磷酸化研究获诺贝尔化学奖细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白质可逆磷酸化在介导信号物质生理效应中的作用蛋白质可逆磷酸化在介导信号物质生理效应中的作用蛋白质可逆磷酸化在介导信号物质生理效应中的作用蛋白质可逆磷酸化在介导信号物质生理效应中的作用cAMPcAMP神经递质神经递质神经递质神经递质肽类激素肽类激素肽类激素肽类激素光光光光神经递质神经递质神经递质神经递质致癌病毒致癌病毒致癌病毒致癌病毒血红素血红素血红素血红素多胺多胺多胺多胺cGMPcGMPCaCa2+2+蛋白激酶蛋白激酶ATPADP蛋白质蛋白质-OHP蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶PiH2O蛋白质蛋白质-P药物药物药物药物激素激素
88、激素激素前列腺素前列腺素前列腺素前列腺素甾类激素甾类激素甾类激素甾类激素生长因子生长因子生长因子生长因子干扰素干扰素干扰素干扰素多胺多胺多胺多胺药物药物药物药物神经递质神经递质神经递质神经递质激素激素激素激素磷脂酰肌醇系统磷脂酰肌醇系统磷脂酰肌醇系统磷脂酰肌醇系统多种生多种生多种生多种生物效应物效应物效应物效应前列腺素前列腺素前列腺素前列腺素细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白质的磷酸化和脱磷酸化蛋白质的磷酸化和脱磷酸化 蛋白激酶蛋白激酶ATPADP蛋白质蛋白质-OH蛋白质蛋白质P蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶PiH2O 蛋白质磷酸化与其功能的关系蛋白质磷酸化与其功能的关系蛋白质磷酸化与其功能的关系蛋
89、白质磷酸化与其功能的关系 单一部位磷酸化导致单一功能变化单一部位磷酸化导致单一功能变化单一部位磷酸化导致单一功能变化单一部位磷酸化导致单一功能变化 多部位磷酸化导致单一功能变化多部位磷酸化导致单一功能变化多部位磷酸化导致单一功能变化多部位磷酸化导致单一功能变化 多部位磷酸化分别导致不同功能变化多部位磷酸化分别导致不同功能变化多部位磷酸化分别导致不同功能变化多部位磷酸化分别导致不同功能变化 单一部位磷酸化导致多个不同功能变化单一部位磷酸化导致多个不同功能变化单一部位磷酸化导致多个不同功能变化单一部位磷酸化导致多个不同功能变化细胞信号转导生物学自然科学专业资料可逆磷酸化作用调节蛋白质活性的分子机制
90、可逆磷酸化作用调节蛋白质活性的分子机制 磷酸化导致蛋白质整体构象发生较大变化；磷酸化导致蛋白质整体构象发生较大变化； 磷酸化导致蛋白质功能部分区域构象发生较大变化；磷酸化导致蛋白质功能部分区域构象发生较大变化； 磷酸基的位阻效应导致蛋白质功能丧失；磷酸基的位阻效应导致蛋白质功能丧失； 磷酸化为其它蛋白质提供了识别标志。磷酸化为其它蛋白质提供了识别标志。细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白激酶蛋白激酶（protein kinase,PK） 1、蛋白激酶催化反应的、蛋白激酶催化反应的一般特征一般特征 2、重要的蛋白激酶家族重要的蛋白激酶家族 PKA(cAMPdependent protein k
91、inase) PKC(Ca2+ /phospholipid dependent protein kinase) RPTK (receptor protein tyrosine kinase) CaM-PK(multifunctional calmodulindependent protein kinase) MAPK (mitogenactivated protein kinase) AMPK (AMPactivated protein kinase) 蛋白激酶是能把磷酸基团供体如蛋白激酶是能把磷酸基团供体如ATPATP的的 - -磷酸基团转移到靶磷酸基团转移到靶蛋白氨基酸受体上的酶类。在已解
92、密的物种基因组中，蛋白激蛋白氨基酸受体上的酶类。在已解密的物种基因组中，蛋白激酶家族都是最大的酶家族都是最大的基因家族基因家族之一，其重要性不言而喻。之一，其重要性不言而喻。细胞信号转导生物学自然科学专业资料不同物种蛋白激酶的数量排名比较不同物种蛋白激酶的数量排名比较 物物 种种 基因总数基因总数 蛋白激酶基因总数蛋白激酶基因总数 排名排名 人人 类类 32000 575 3 果果 蝇蝇 13338 319 2 线线 虫虫 18226 437 2 拟南芥拟南芥 25498 1049 1 酵酵 母母 6114 121 1 细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白质激酶蛋白质激酶结构示意图结构示意图
93、催化结构域催化结构域(300(300个左右个左右AA)AA)B.TyrB.Tyr蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶A.Ser/ThrA.Ser/Thr蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶催化区中富含催化区中富含催化区中富含催化区中富含GlyGly区域；区域；区域；区域； 催化区中第催化区中第催化区中第催化区中第7272位位位位LysLys； 催化区中第催化区中第催化区中第催化区中第184184位位位位AspAsp细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白激酶磷酸化反应特征蛋白激酶磷酸化反应特征1 1、底物被磷酸化的底物氨基酸残基有五类：、底物被磷酸化的底物氨基酸残基有五类： Ser/ThrSer/Thr
94、蛋白激酶蛋白激酶(S/T PK) (S/T PK) TyrTyr蛋白激酶蛋白激酶(PTK)(PTK) His/Lys/ArgHis/Lys/Arg蛋白激酶蛋白激酶(H/L/A PK)(H/L/A PK) CysCys蛋白激酶蛋白激酶(C PK)(C PK) Asp/GluAsp/Glu蛋白激酶蛋白激酶(A/G PK)(A/G PK) 目前研究得多的是前两类，后三类研究较少。目前研究得多的是前两类，后三类研究较少。2 2、多数蛋白激酶表现出一定底物特异性，但很少、多数蛋白激酶表现出一定底物特异性，但很少具有绝对特异性；具有绝对特异性；3 3、几乎所有的蛋白激酶都可以进行自身磷酸化。、几乎所有的蛋
95、白激酶都可以进行自身磷酸化。细胞信号转导生物学自然科学专业资料激素通过激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图蛋白激酶调节代谢示意图 ATP cAMP+PPi内在蛋白质的磷酸化作用内在蛋白质的磷酸化作用改变细胞的生理过程改变细胞的生理过程细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜cR蛋白激酶（无活性）蛋白激酶（无活性）c+RcAMP蛋白激酶蛋白激酶（有活性）（有活性）受体受体环化酶环化酶激素激素G蛋白蛋白细胞信号转导生物学自然科学专业资料PIPPIP2 2IPIP3 3DGDGDGDG磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶C CPKC PKC 依赖依赖依赖依赖CaCa2+2+和和和和PSPS的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋白激酶的蛋
96、白激酶PS PS 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸活化的活化的活化的活化的PKCPKCPKC-PS-DG-PKC-PS-DG-CaCa2+2+ 复合物复合物复合物复合物DG/PKC的激活机制图解的激活机制图解PKCPKC细胞信号转导生物学自然科学专业资料半胱氨酸残基半胱氨酸残基酪氨酸残基酪氨酸残基激酶活激酶活性区性区跨膜结跨膜结构区构区配体结配体结合区合区N-末端末端C-末端末端细胞外细胞外区域区域细胞内细胞内区域区域质膜质膜RPTK结构示意图结构示意图ATP底物结底物结合区合区膜受体酪氨酸蛋白激酶家族：膜受体酪氨酸蛋白激酶家族：胰岛素受体家族胰岛素受体家族上皮生长因子受体家族
97、上皮生长因子受体家族血小板衍生生长因子受体家族血小板衍生生长因子受体家族成纤维细胞生长因子受体家族成纤维细胞生长因子受体家族血管内皮生长因子受体家族血管内皮生长因子受体家族肝细胞生长因子受体亚家族肝细胞生长因子受体亚家族神经营养因子受体亚家族神经营养因子受体亚家族细胞信号转导生物学自然科学专业资料钙调素依赖蛋白激酶（钙调素依赖蛋白激酶（CaM-PKCaM-PK）作用机制示意图）作用机制示意图CaCa2+2+/CaM/CaM调节结构域调节结构域调节结构域调节结构域连接结构域连接结构域连接结构域连接结构域催化结构域催化结构域催化结构域催化结构域P PATPATP蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷
98、酸酶MgMg2+2+/ATP/ATPP PATPATP底物底物底物底物底物底物底物底物P P ThrThr286286(11-260)(11-260)(261-319)(261-319)PiPi 酶分子酶分子酶分子酶分子自磷酸化自磷酸化自磷酸化自磷酸化 酶分子酶分子酶分子酶分子脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化 底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸化细胞信号转导生物学自然科学专业资料MAPKMAPK信号通路中三级信号流中的亚家族信号通路中三级信号流中的亚家族激动剂激动剂激动剂激动剂上游激活剂上游激活剂上游激活剂上游激活剂激动剂激动剂激动剂激动剂MAPKKKMAPKKKMAPKKMAPKKMAP
99、KMAPKRac.Cdc42HsRac.Cdc42HsRaf MEK ASKIRaf MEK ASKIMEK JNKK MKK3.MKK6MEK JNKK MKK3.MKK6ERK JNK P38ERK JNK P38RasRasPAKPAK细胞信号转导生物学自然科学专业资料AMPKAMPK激活作用模式图激活作用模式图AMPK AMPK AMPKAMPKAMPAMPAMPKAMPKAMPAMPAMPKAMPK AMPKAMPKAMPAMPAMPAMPAMPAMPAMPAMPAMPAMPHH2 2OOPiPiPP2CPP2CADPADPATPATPAMPKKAMPKK AMPAMPAMPAMP磷
100、酸化状态磷酸化状态磷酸化状态磷酸化状态去磷酸化状态去磷酸化状态去磷酸化状态去磷酸化状态0 05 50 01 1（方框内数字代表相对活力）（方框内数字代表相对活力）（方框内数字代表相对活力）（方框内数字代表相对活力）P PP P细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶（protein phosphatase） Ser/ThrSer/Thr蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶 TyrTyr蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶 双重底物专一性蛋白磷酸酶双重底物专一性蛋白磷酸酶 蛋白磷酸酶和蛋白激酶对蛋白质可逆磷酸化同等重要，二着蛋白磷酸酶和蛋白激酶对蛋白质可逆磷酸化同等重要，二着缺一不可，在已解密的真核生物基因组中，
101、编码蛋白磷酸酶基因缺一不可，在已解密的真核生物基因组中，编码蛋白磷酸酶基因数一般只有蛋白激酶基因数的数一般只有蛋白激酶基因数的1/3-1/41/3-1/4。这一方面与蛋白磷酸酶。这一方面与蛋白磷酸酶的专一性比较低有关，另一方面蛋白磷酸酶一般都是由多个亚基的专一性比较低有关，另一方面蛋白磷酸酶一般都是由多个亚基组成的寡聚体，全酶的数目远比编码亚基的基因数目多。蛋白磷组成的寡聚体，全酶的数目远比编码亚基的基因数目多。蛋白磷酸酶可分成三类：酸酶可分成三类：细胞信号转导生物学自然科学专业资料PP-2BPP-2B在在T T细胞细胞IL-2IL-2基因基因转录因子转录因子( (NF-Atc)NF-Atc)
102、进出进出核中的调节作用核中的调节作用 PP-2BPP-2B亦为钙调神经亦为钙调神经磷酸酶磷酸酶(Calcineurin, Cn(Calcineurin, Cn或或CaN)CaN)，参与了包括淋巴，参与了包括淋巴细胞活化、神经和肌肉发细胞活化、神经和肌肉发育、心脏形态建成、程序育、心脏形态建成、程序性细胞死亡等依赖性细胞死亡等依赖CaCa2+2+的的细胞生理活动细胞生理活动. . PP-2B PP-2B是由一个是由一个575771KD71KD的催化亚基的催化亚基(CaA(CaA，钙调素，钙调素结合亚基结合亚基) )和一个和一个19KD19KD的的调节亚基调节亚基(CnB(CnB，CaCa2+2+
103、和和CaM CaM 结合亚基结合亚基) )紧密结合而成紧密结合而成的二聚体。的二聚体。CnAT T T T细胞细胞细胞细胞IL-2IL-2IL-2IL-2基基基基因转录因子因转录因子因转录因子因转录因子脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化脱磷酸化入核入核入核入核CaCaCaCa2+2+2+2+浓度增加浓度增加浓度增加浓度增加磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化出核出核出核出核细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白蛋白激酶与蛋白磷酸酶在作用上的时空调节激酶与蛋白磷酸酶在作用上的时空调节P PP PP PP P CaCa2+2+CaCa2+2+CaCa2+2+CaCa2+2+（无活性形式）（无活性
104、形式）（无活性形式）（无活性形式）（活性形式）（活性形式）（活性形式）（活性形式）（无活性形式）（无活性形式）（无活性形式）（无活性形式）（活性形式）（活性形式）（活性形式）（活性形式）无活性无活性无活性无活性活性活性活性活性cAMPcAMP蛋白磷蛋白磷蛋白磷蛋白磷酸酶酸酶酸酶酸酶蛋白磷蛋白磷蛋白磷蛋白磷酸酶酸酶酸酶酸酶蛋白蛋白蛋白蛋白激酶激酶激酶激酶蛋白蛋白蛋白蛋白激酶激酶激酶激酶ATP ADPATP ADPATP ATP ADPADPPi HPi H2 2O O Pi Pi HH2 2O O 细胞信号转导生物学自然科学专业资料蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的特点和意义蛋白质可逆磷酸化在信号转
105、导中的特点和意义蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的特点和意义蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的特点和意义1 1 1 1、在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点；、在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点；、在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点；、在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点；2 2 2 2、对外界信号具有级联放大作用；、对外界信号具有级联放大作用；、对外界信号具有级联放大作用；、对外界信号具有级联放大作用；3 3 3 3、可以控制细胞内已存在酶的、可以控制细胞内已存在酶的、可以控制细胞内已存在酶的、可以控制细胞内已存在酶的“活性酶量活性酶量活性酶量活性酶量”，使应，使应，使应，使应答反应更有效；答反
106、应更有效；答反应更有效；答反应更有效；4 4 4 4、几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性；、几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性；、几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性；、几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性；5 5 5 5、使细胞对外界信号的反应具有持续时效和时空上、使细胞对外界信号的反应具有持续时效和时空上、使细胞对外界信号的反应具有持续时效和时空上、使细胞对外界信号的反应具有持续时效和时空上的精确性的精确性的精确性的精确性。 细胞信号转导生物学自然科学专业资料第七节第七节 细胞信号转导途径的多样性和相互作用细胞信号转导途径的多样性和相互作用1 1 1 1、细胞信号转导途
107、径的、细胞信号转导途径的、细胞信号转导途径的、细胞信号转导途径的多样性多样性多样性多样性 例：例：例：例：质膜脂肪酸质膜脂肪酸质膜脂肪酸质膜脂肪酸代谢与信号传递代谢与信号传递代谢与信号传递代谢与信号传递 质子跨膜信号传递质子跨膜信号传递质子跨膜信号传递质子跨膜信号传递2 2 2 2、胞内信号转导途径间的、胞内信号转导途径间的、胞内信号转导途径间的、胞内信号转导途径间的复杂性与复杂性与复杂性与复杂性与“交谈交谈交谈交谈” 例：例：例：例： cAMP cAMP cAMP cAMP与与与与与与与与CaCaCaCa2+2+2+2+信号系统之间的信号系统之间的信号系统之间的信号系统之间的“cross t
108、alkcross talkcross talkcross talk”3 3 3 3、细胞对多种信号途径的、细胞对多种信号途径的、细胞对多种信号途径的、细胞对多种信号途径的整合作用整合作用整合作用整合作用细胞信号转导生物学自然科学专业资料质膜脂肪酸代谢与信号传递质膜脂肪酸代谢与信号传递受体受体受体受体刺激刺激刺激刺激IPIP3 3DGDG花生四烯酸花生四烯酸花生四烯酸花生四烯酸蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化PKCPKC花生酸类花生酸类花生酸类花生酸类生理反应生理反应生理反应生理反应依赖依赖依赖依赖CaCa2+ 2+ CaMCaM的酶类的酶类的酶类的酶类CaCa2+2+CaCa2
109、+2+PLCPLC磷酯磷酯磷酯磷酯酶酶酶酶A A2 2磷酯磷酯磷酯磷酯酶酶酶酶A A1 1PIPPIP2 2内质网内质网内质网内质网质膜质膜质膜质膜ATPATPADPADPCaCa2+2+油酸油酸油酸油酸亚油酸亚油酸亚油酸亚油酸亚麻酸亚麻酸亚麻酸亚麻酸CaMCaMIPIP4 4CaCa2+2+细胞信号转导生物学自然科学专业资料某些生物体中细胞反应伴随的某些生物体中细胞反应伴随的pH变化变化细胞信号转导生物学自然科学专业资料胞内信号转导途径间的复杂性及在不同层面上的交谈胞内信号转导途径间的复杂性及在不同层面上的交谈胞内信号转导途径间的复杂性及在不同层面上的交谈胞内信号转导途径间的复杂性及在不同层
110、面上的交谈1 1 1 1、有些配体可以和不同受体结合；、有些配体可以和不同受体结合；、有些配体可以和不同受体结合；、有些配体可以和不同受体结合；2 2 2 2、有些受体可经由不同的传导物传递信息；、有些受体可经由不同的传导物传递信息；、有些受体可经由不同的传导物传递信息；、有些受体可经由不同的传导物传递信息；3 3 3 3、同过支架蛋白能把受体、下游信号蛋白及有关分子连接、同过支架蛋白能把受体、下游信号蛋白及有关分子连接、同过支架蛋白能把受体、下游信号蛋白及有关分子连接、同过支架蛋白能把受体、下游信号蛋白及有关分子连接成信号复合体；成信号复合体；成信号复合体；成信号复合体；4 4 4 4、形成
111、胞内信号的一些酶、离子通道和离子泵也参与信号、形成胞内信号的一些酶、离子通道和离子泵也参与信号、形成胞内信号的一些酶、离子通道和离子泵也参与信号、形成胞内信号的一些酶、离子通道和离子泵也参与信号网络的编织；网络的编织；网络的编织；网络的编织；5 5 5 5、蛋白激酶、蛋白激酶、蛋白激酶、蛋白激酶/ / / /蛋白磷酸酶活性调控不仅是大部分信号途径的蛋白磷酸酶活性调控不仅是大部分信号途径的蛋白磷酸酶活性调控不仅是大部分信号途径的蛋白磷酸酶活性调控不仅是大部分信号途径的重要组成部分，而且也是不同信号途径的交汇点；重要组成部分，而且也是不同信号途径的交汇点；重要组成部分，而且也是不同信号途径的交汇点
112、；重要组成部分，而且也是不同信号途径的交汇点；6 6 6 6、许多信号转导途径最后都是通过激活转录因子，调节基、许多信号转导途径最后都是通过激活转录因子，调节基、许多信号转导途径最后都是通过激活转录因子，调节基、许多信号转导途径最后都是通过激活转录因子，调节基因表达活性来实现其生物学功能的；因表达活性来实现其生物学功能的；因表达活性来实现其生物学功能的；因表达活性来实现其生物学功能的；7 7 7 7、活化的转录因子与靶基因相应的顺式作用元件（如启动、活化的转录因子与靶基因相应的顺式作用元件（如启动、活化的转录因子与靶基因相应的顺式作用元件（如启动、活化的转录因子与靶基因相应的顺式作用元件（如启
113、动子、增强子、调控序列和可诱导元件等）相互作用时，也会子、增强子、调控序列和可诱导元件等）相互作用时，也会子、增强子、调控序列和可诱导元件等）相互作用时，也会子、增强子、调控序列和可诱导元件等）相互作用时，也会发生交叉重叠，进行整合。发生交叉重叠，进行整合。发生交叉重叠，进行整合。发生交叉重叠，进行整合。细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞对多种信号途径的整合作用细胞对多种信号途径的整合作用 细胞信号转导最重要的特点之一在于它是一个网络系统，具细胞信号转导最重要的特点之一在于它是一个网络系统，具有高度的非专一性。细胞内的各种信号转导途径及其组分就如有高度的非专一性。细胞内的各种信号转导途径及
114、其组分就如同电脑线路中的各种集成块，但是最复杂的电脑恐也无法与最同电脑线路中的各种集成块，但是最复杂的电脑恐也无法与最简单的细胞相比。电脑作为无生命的机械装置，最简单的操作简单的细胞相比。电脑作为无生命的机械装置，最简单的操作失误或线路故障，都可导致整个系统的瘫痪；而细胞则有自动失误或线路故障，都可导致整个系统的瘫痪；而细胞则有自动修复、补偿能力，一定程度的损伤并不能导致细胞的死亡。修复、补偿能力，一定程度的损伤并不能导致细胞的死亡。 细胞信号转导的非线性内涵、整合作用实质等，尽管在世纪细胞信号转导的非线性内涵、整合作用实质等，尽管在世纪之交已经提出，信号转导也开始从组成模块、构件研究走向更之
115、交已经提出，信号转导也开始从组成模块、构件研究走向更高层次的网络研究。高层次的网络研究。细胞信号转导生物学自然科学专业资料嗅觉研究散发成功的芬芳嗅觉研究散发成功的芬芳 20042004年生理或医学奖年生理或医学奖授予了美国的两位神经科学家理查授予了美国的两位神经科学家理查德德阿克塞尔和琳达阿克塞尔和琳达巴克，以表彰他们对气味受体的发巴克，以表彰他们对气味受体的发现和在嗅觉系统组织方式研究中做出的贡献。现和在嗅觉系统组织方式研究中做出的贡献。琳达琳达.巴克巴克国籍：美国国籍：美国 学位：美国得克萨斯大学医学博士学位：美国得克萨斯大学医学博士出生：出生：19471947年年现任职地点：美国西雅图弗
116、雷德现任职地点：美国西雅图弗雷德哈钦森哈钦森 癌症研究中心癌症研究中心 理查德理查德.阿克塞尔阿克塞尔国籍：美国国籍：美国 学位：美国约翰学位：美国约翰霍普金斯大学医学博士霍普金斯大学医学博士出生：出生：19461946年年现任职地点：美国纽约哥伦比亚大学现任职地点：美国纽约哥伦比亚大学 霍华德霍华德休斯医学研究所休斯医学研究所 细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导主要途径模式图细胞信号转导主要途径模式图水溶水溶性激性激素等素等生长因生长因子等子等脂溶性脂溶性激素激素酪氨酸蛋酪氨酸蛋白白激酶激酶胞间信号胞间信号第一信使第一信使跨膜信跨膜信号转导号转导蛋白质可蛋白质可逆磷酸化逆磷酸化胞
117、质受体胞质受体(TF)(细胞外细胞外)(质膜质膜)(细胞质细胞质)光光(细胞核细胞核)Ca2+结结合蛋白合蛋白生理功生理功能调节能调节酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白核受体核受体Ras途径途径MAPKDGIP3Ca2+cAMPPKACDPKCaM.PKPKCmRNA(TF)TF受体受体G- 蛋白蛋白靶蛋白靶蛋白（酶）（酶）环环境境刺刺激激胞内信号胞内信号第二信使第二信使DNAIP3 :三磷酸肌醇三磷酸肌醇; DG:二酰甘油二酰甘油; PKA:依赖依赖cAMP的蛋白激酶的蛋白激酶; PKC:依赖依赖Ca2+的与磷脂的蛋白激酶的与磷脂的蛋白激酶; CaM.PK:依赖依赖Ca2+.CaM的蛋白激酶的蛋白激酶
118、; CDPK:依赖依赖Ca2+的蛋白激酶的蛋白激酶; MAPK:有丝分裂原蛋白激酶有丝分裂原蛋白激酶; TF:转录因转录因子子电波电波改变膜电改变膜电位或释放位或释放神经递质神经递质生理功生理功能调节能调节胞胞间间信信号号细胞信号转导生物学自然科学专业资料cAMPcAMP与与与与CaCa2+2+信号系统之间的信号系统之间的“cross talk”“cross talk”生生生生 理理理理 反反反反 应应应应cAMPcAMPCaCa2+2+激酶激酶激酶激酶R R亚基亚基亚基亚基激酶激酶激酶激酶C C亚基亚基亚基亚基磷酸蛋白磷酸蛋白磷酸蛋白磷酸蛋白CaCa2+ 2+ . . . .CaMCaM依依
119、依依赖赖赖赖PDEPDECaMCaM( (无活性无活性无活性无活性) )CaCa2+2+. . . .CaM CaM ( (活性活性活性活性) )CaCa2+ 2+ . . . .CaMCaM结结结结合蛋白合蛋白合蛋白合蛋白CaCa2+ 2+ . . . .CaMCaM依赖蛋白磷酸酶依赖蛋白磷酸酶依赖蛋白磷酸酶依赖蛋白磷酸酶CaCa2+ 2+ . . . .CaMCaM依赖蛋白激酶依赖蛋白激酶依赖蛋白激酶依赖蛋白激酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶抑制因子抑制因子抑制因子抑制因子- -蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质糖原合糖原合糖原合糖原合成成成成酶酶酶酶MLCKMLCK代谢水平代谢水平代谢水
120、平代谢水平功能水平功能水平功能水平功能水平-+-P P( (平滑肌肌球蛋平滑肌肌球蛋平滑肌肌球蛋平滑肌肌球蛋白轻链激酶白轻链激酶白轻链激酶白轻链激酶) )相互制约相互制约相互制约相互制约相互拮抗相互拮抗相互拮抗相互拮抗相互加强相互加强相互加强相互加强细胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导的基本规律细胞信号转导的基本规律1 1、细胞外信号通过第二信使和酶的级联反应得到放大、细胞外信号通过第二信使和酶的级联反应得到放大、细胞外信号通过第二信使和酶的级联反应得到放大、细胞外信号通过第二信使和酶的级联反应得到放大2 2、信号既有通用性又有特异性、信号既有通用性又有特异性、信号既有通用性又有特异
121、性、信号既有通用性又有特异性3 3、信号的转导既有激活机制，又有失活机制，且后者、信号的转导既有激活机制，又有失活机制，且后者、信号的转导既有激活机制，又有失活机制，且后者、信号的转导既有激活机制，又有失活机制，且后者往往比前者重要往往比前者重要往往比前者重要往往比前者重要4 4、信号转导过程中各信号系统之间存在着交互作用、信号转导过程中各信号系统之间存在着交互作用、信号转导过程中各信号系统之间存在着交互作用、信号转导过程中各信号系统之间存在着交互作用5 5、细胞信号既可快速反应又可慢速反应、细胞信号既可快速反应又可慢速反应、细胞信号既可快速反应又可慢速反应、细胞信号既可快速反应又可慢速反应细
122、胞信号转导生物学自然科学专业资料细胞信号转导的研究前景细胞信号转导的研究前景1 1、从组成模块、构件研究走向更高层次的网络研究、从组成模块、构件研究走向更高层次的网络研究、从组成模块、构件研究走向更高层次的网络研究、从组成模块、构件研究走向更高层次的网络研究2 2、探索新的信号转导途径及新的内源性信号分子、探索新的信号转导途径及新的内源性信号分子、探索新的信号转导途径及新的内源性信号分子、探索新的信号转导途径及新的内源性信号分子3 3、信号分子的结构与功能研究、信号分子的结构与功能研究、信号分子的结构与功能研究、信号分子的结构与功能研究4 4、物理信号转导机制的研究、物理信号转导机制的研究、物
123、理信号转导机制的研究、物理信号转导机制的研究5 5、各信号转导途径之间的相互联系和信号转导的精、各信号转导途径之间的相互联系和信号转导的精、各信号转导途径之间的相互联系和信号转导的精、各信号转导途径之间的相互联系和信号转导的精细调节研究细调节研究细调节研究细调节研究6 6、利用细胞信号转导机制的研究成果寻找药物设计、利用细胞信号转导机制的研究成果寻找药物设计、利用细胞信号转导机制的研究成果寻找药物设计、利用细胞信号转导机制的研究成果寻找药物设计的新途径的新途径的新途径的新途径细胞信号转导生物学自然科学专业资料期末有关事项 1 1、在最后一次实验结束后一周内由专业负责人、在最后一次实验结束后一周
124、内由专业负责人、在最后一次实验结束后一周内由专业负责人、在最后一次实验结束后一周内由专业负责人统一将实验报告和综述交到生化教师办公室。统一将实验报告和综述交到生化教师办公室。统一将实验报告和综述交到生化教师办公室。统一将实验报告和综述交到生化教师办公室。 2 2、课程考试时间定于、课程考试时间定于、课程考试时间定于、课程考试时间定于1212月下旬或月下旬或月下旬或月下旬或20102010年年年年1 1月初，月初，月初，月初，具体时间请关注研究生院培养办通知。具体时间请关注研究生院培养办通知。具体时间请关注研究生院培养办通知。具体时间请关注研究生院培养办通知。 3 3、 课程成绩总分中期末考试成绩占课程成绩总分中期末考试成绩占课程成绩总分中期末考试成绩占课程成绩总分中期末考试成绩占50%50%，实验，实验，实验，实验成绩占成绩占成绩占成绩占40%40%，作业占，作业占，作业占，作业占10%10%。细胞信号转导生物学自然科学专业资料
