细胞信号转导11级临床医学

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1、目录目录第第15章章细胞信息转导细胞信息转导Cellular Signal Transduction目录目录o细胞胞针对外外源源信信息息所所发生生的的细胞胞内内生生物物化化学学变化化及及效效应的的全全过程程称称为信信号号（息）转导（signal transduction）。 年度年度 重要发现重要发现 诺贝尔奖获得者诺贝尔奖获得者1923年年胰岛素胰岛素Frederick Grant BantingJohn James Richard Macleod1936年年神经冲动的化学传递神经冲动的化学传递Henry Hallett DaleOtto Loewi1950年年肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素E

2、dward Calvin KendallPhilip Showalter HenchTadeus Reichstein1970年年神经末梢的神经递质的合成、释神经末梢的神经递质的合成、释放及灭活放及灭活Sir Bernard KatzUlf von EulerJulius Axelrod1971年年激素作用的第二信使机制激素作用的第二信使机制Earl Wilber Sutherland1982年年前列腺素及相关的生物活性物质前列腺素及相关的生物活性物质Sune K. BergstrmBengt I. SamuelssonJohn R. Vane1986年年生长因子生长因子Stanley Coh

3、enRita Levi-Montalcini年度年度重要发现重要发现诺贝尔奖获得者诺贝尔奖获得者1992年年蛋白质可逆磷酸化调节机制蛋白质可逆磷酸化调节机制Edmond H. FischerEdwin G. Krebs1994年年G蛋白及其在信号转导中的作用蛋白及其在信号转导中的作用Alfred Gilman，Martin Rodbell1998年年一氧化氮是心血管系统的信号分一氧化氮是心血管系统的信号分子子Robert F. Furchgott，Louis J. Ignarro，Ferid Murad2000年年神经系统有关信号转导神经系统有关信号转导Arvid Carlsson，Paul

4、Greengard，Eric R. Kandel2001年年细胞周期的关键调节分子细胞周期的关键调节分子Leland H. HartwellR. Timothy HuntPaul M. Nurse2003 细胞膜离子通道作用机制细胞膜离子通道作用机制Peter AgreRoderick MacKinnon2004 嗅受体及其作用机制嗅受体及其作用机制Richard Axel，Linda B. Buck2004 泛素介导的蛋白质降解泛素介导的蛋白质降解Aaron Ciechanover，Avram Hershko，Irwin Rose目录目录第一节第一节细胞信号转导概述细胞信号转导概述The G

5、eneral Information of Signal Transduction目录目录o目前目前认为，细胞（胞（间）信息）信息转导有有神神经(电生理生理)、化学分子化学分子(有机、无机分子有机、无机分子)、直接接触直接接触等途等途径。前者主要属生理学，后两者主要属生物化径。前者主要属生理学，后两者主要属生物化学。但前者往往最学。但前者往往最终还要通要通过化学分子（途径）化学分子（途径）来来实现。o信息物信息物质：细胞分泌的具有胞分泌的具有调节自身和其它自身和其它细胞的代胞的代谢和功能的各种化学物和功能的各种化学物质。目录目录细胞应答反应细胞应答反应细胞外信号细胞外信号受体受体细胞内多种分子

6、的浓度、活细胞内多种分子的浓度、活性、位置变化性、位置变化n细胞信号转导的基本路线细胞信号转导的基本路线 目录目录一、细胞外化学信号有可溶性和一、细胞外化学信号有可溶性和膜结合型两种形式膜结合型两种形式o生物体可感受任何物理、化学和生物学刺激生物体可感受任何物理、化学和生物学刺激信号，但最信号，但最终通通过换能途径将各能途径将各类信号信号转换为细胞可直接感受的胞可直接感受的化学信号（化学信号（chemical signaling）。o化学信号可以是化学信号可以是可溶性的（水溶性）可溶性的（水溶性），也可，也可以是以是膜膜结合形式的（脂溶性）合形式的（脂溶性）。 目录目录（一）化学信号通讯存在从

7、简单到复杂的（一）化学信号通讯存在从简单到复杂的进化过程进化过程o化学信号通化学信号通讯是生物适是生物适应环境不断境不断变异、异、进化化的的结果。果。 单细胞生物与外环境直接交换信息。单细胞生物与外环境直接交换信息。多细胞生物中的单个细胞不仅需要适应环多细胞生物中的单个细胞不仅需要适应环境变化，而且还需要细胞与细胞之间在功境变化，而且还需要细胞与细胞之间在功能上的协调统一。能上的协调统一。 目录目录（二）可溶性分子信号作用距离不等（二）可溶性分子信号作用距离不等o多多细胞生物与胞生物与邻近近细胞或相胞或相对较远距离的距离的细胞之胞之间的的信息交流主要是由信息交流主要是由细胞分泌的胞分泌的可溶性

8、（水溶性、脂溶可溶性（水溶性、脂溶性）性）化学物化学物质（蛋白（蛋白质或小分子有机化合物）完成的。或小分子有机化合物）完成的。它它们作用于周作用于周围的或相距的或相距较远的同的同类或他或他类细胞（靶胞（靶细胞），胞），调节其功能。其功能。这种通种通讯方式称方式称为化学通化学通讯。目录目录n根据体内化学信号分子作用距离，可以将其分为根据体内化学信号分子作用距离，可以将其分为三类：三类：作作用用距距离离最最远远的的内内分分泌泌（endocrine）系系统统化化学信号，一般为学信号，一般为激素激素；特点：一般由特殊分化的内分泌细胞合成、释放；通过特点：一般由特殊分化的内分泌细胞合成、释放；通过血液循

9、环而不是扩散到达靶血液循环而不是扩散到达靶C C；作用时效长。这类；作用时效长。这类C C往往往就是组织学中典型的属于上皮组织中的往就是组织学中典型的属于上皮组织中的“腺上皮腺上皮”的的“内分泌腺内分泌腺C C”。目录目录o属于属于旁分泌（旁分泌（paracrine）系系统的的细胞因子胞因子，主，主要作用于周要作用于周围细胞；有些作用于自身，称胞；有些作用于自身，称为自分泌自分泌（autocrine）。o特点：通过扩散而不是血循环到达邻近靶特点：通过扩散而不是血循环到达邻近靶C C，一般，一般作用时效短。作用时效短。目录目录o作用距离最短的是神作用距离最短的是神经元突触内的元突触内的神神经递质

10、 （neurotransmitter）。 o特点：由神经元突触前膜释放，如乙酰胆碱、特点：由神经元突触前膜释放，如乙酰胆碱、去甲肾上腺素。其作用时间更短。（我认为，去甲肾上腺素。其作用时间更短。（我认为，此有点类似旁分泌。）此有点类似旁分泌。）目录目录o注意：注意： 上述均为上述均为C C间间信息物质（第一信使），而信息物质（第一信使），而C C内内信息物质信息物质( (见后述见后述) ) ，一般称为第二信使，一般称为第二信使，但如果是蛋白质分子，就不称为第二信使而称但如果是蛋白质分子，就不称为第二信使而称为信号转导分子（见后述为信号转导分子（见后述) )。目录目录神经分泌神经分泌内分泌内分泌

11、自分泌及旁分泌自分泌及旁分泌化学信号的名称化学信号的名称神经递质神经递质激素激素细胞因子细胞因子作用距离作用距离nmmm受体位置受体位置膜受体膜受体膜或胞内受体膜或胞内受体膜受体膜受体举例举例乙酰胆碱乙酰胆碱谷氨酸谷氨酸胰岛素胰岛素生长激素生长激素表皮生长因子表皮生长因子神经生长因子神经生长因子化学信号的分类化学信号的分类目录目录（三）细胞表面分子也是重要的细胞外信号（三）细胞表面分子也是重要的细胞外信号细胞通胞通过细胞膜表面的蛋白胞膜表面的蛋白质、糖蛋白、蛋、糖蛋白、蛋白聚糖与相白聚糖与相邻细胞的膜表面分子特异性地胞的膜表面分子特异性地识别和相互作用，达到功能上的相互和相互作用，达到功能上的

12、相互协调。这种种细胞通胞通讯方式称方式称为膜表面分子接触通膜表面分子接触通讯，也是一种也是一种细胞胞间直接通直接通讯。 o细胞与细胞直接相互作用也属于细胞外信号。细胞与细胞直接相互作用也属于细胞外信号。目录目录二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号o受受体体（receptor）是是细胞胞膜膜上上或或细胞胞内内能能识别外外源源化化学学信信号号并并与与之之结合合的的成成分分，其其化化学学本本质是蛋白是蛋白质，个，个别是糖脂是糖脂 。o受体的作用：受体的作用：一是一是识别外源信号分子，后者也称外源信号分子，后者也称为配体配体；二二是是转换配配体体信信号号，使使之之成

13、成为细胞胞内内分分子子可可识别的的信信号号(第第二二信信使使)，并并传递至至其其他他分分子子引引起起细胞胞应答。答。 （一）化学信号通过受体在细胞内转换和传递（一）化学信号通过受体在细胞内转换和传递目录目录o受体与信号分子结合的特性：受体与信号分子结合的特性：配体配体- -受体结合曲线受体结合曲线高度专一性高度专一性高度亲和力高度亲和力可饱和性可饱和性特定的作用模式特定的作用模式可逆性可逆性目录目录（二）受体既可以位于细胞膜也可以位于细胞内（二）受体既可以位于细胞膜也可以位于细胞内o受体按照其在受体按照其在细胞内的位置分胞内的位置分为：l细胞表面受体细胞表面受体l细胞内受体细胞内受体 接收的是

14、不能进入细胞的接收的是不能进入细胞的水溶性水溶性化学信号分子和其它细化学信号分子和其它细胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分胞表面的信号分子，如生长因子、细胞因子、水溶性激素分子、粘附分子等。子、粘附分子等。 受体在膜表面的分布可以是区域性的，也可以是散在的。受体在膜表面的分布可以是区域性的，也可以是散在的。 接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入细胞的接收的信号是可以直接通过脂双层胞膜进入细胞的脂脂溶性溶性化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素等。化学信号分子，如类固醇激素、甲状腺素等。 目录目录注意：注意：o综上所述，无上所述，无论何种化学（信号）分子途径；何种化学（信号）分

15、子途径；均需要受体。均需要受体。目录目录三、信号分子结构、含量和分布变化是三、信号分子结构、含量和分布变化是信号转导网络工作的基础信号转导网络工作的基础o膜受体介膜受体介导的信号向的信号向细胞内，尤其是胞内，尤其是细胞核的胞核的转导过程需要多种分子参与，形成复程需要多种分子参与，形成复杂的信号的信号转导网网络系系统。o构成构成这一网一网络系系统的是一些蛋白的是一些蛋白质分子分子（信号信号转导分子，分子，signal transducer）和小分子活性和小分子活性物物质（第二信使，（第二信使，second messenger）。转录因子转录因子染色质相关蛋白染色质相关蛋白RNARNA加工蛋白加工

16、蛋白RNARNA转运蛋白转运蛋白细胞周期蛋白细胞周期蛋白细胞骨架细胞骨架NH2AAAAAm7GTranslation信号转导网络信号转导网络信号接收信号接收信号转导信号转导 应答反应应答反应 细胞信号转导的基本方式示意图细胞信号转导的基本方式示意图目录目录o细胞在胞在转导信号信号过程中所采用的基本方式包括：程中所采用的基本方式包括：改变细胞内各种信号转导分子的构象改变细胞内各种信号转导分子的构象改变信号转导分子的细胞内定位改变信号转导分子的细胞内定位促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚促进各种信号转导分子复合物的形成或解聚改变小分子信使的细胞内浓度或分布改变小分子信使的细胞内浓度或分布目录目

17、录第二节第二节细胞内信号转导相关分子细胞内信号转导相关分子Intracellular Signal Molecules目录目录一、第二信使的浓度和分布变化是一、第二信使的浓度和分布变化是重要的信号转导方式重要的信号转导方式1957年，年，E. Sutherland在研究肾上腺素促进肝在研究肾上腺素促进肝糖原分解的机制时发现，这些激素的作用依赖于细糖原分解的机制时发现，这些激素的作用依赖于细胞产生一种小分子化合物环腺苷酸（胞产生一种小分子化合物环腺苷酸（cyclic AMP，cAMP），从而提出了），从而提出了cAMP是激素在细胞内的第二是激素在细胞内的第二信使这一著名的激素信号跨膜传递学说。信

18、使这一著名的激素信号跨膜传递学说。 目录目录o第二信使（第二信使（secondary messenger）：通常将）：通常将C内一些内一些传递信息的小分子化合物称信息的小分子化合物称为第二信使。第二信使。o注意注意： 目前目前“第二信使第二信使”用得很广泛，但在各种教科书上我没有用得很广泛，但在各种教科书上我没有找到一个满意的说法。找到一个满意的说法。 从理论上说，从理论上说，C C内信息物质都应是第二信使，但目前公认的内信息物质都应是第二信使，但目前公认的第二信使仅有：第二信使仅有：CaCa2+2+、DAGDAG、IPIP3 3、CerCer、cAMPcAMP、cGMPcGMP等。等。 我是

19、这样理解的：顾名思义，第二信使就是我是这样理解的：顾名思义，第二信使就是C C受第一信使作受第一信使作用后产生的一些新的化学物质，它也仅起传导作用所以称用后产生的一些新的化学物质，它也仅起传导作用所以称“信使信使”，它们多为小分子化合物（但如果是蛋白质分子，它们多为小分子化合物（但如果是蛋白质分子，就不称为第二信使而称为信号转导分子。就不称为第二信使而称为信号转导分子。 目录目录o小分子小分子细胞内信使（胞内信使（第二信使第二信使）的特点：）的特点： 在完整细胞中，该分子的浓度或分布在细胞外信在完整细胞中，该分子的浓度或分布在细胞外信号的作用下发生迅速改变；号的作用下发生迅速改变；该分子类似物

20、可模拟细胞外信号的作用；该分子类似物可模拟细胞外信号的作用；阻断该分子的变化可阻断细胞对外源信号的反应。阻断该分子的变化可阻断细胞对外源信号的反应。作为别位效应剂在细胞内有特定的靶蛋白分子。作为别位效应剂在细胞内有特定的靶蛋白分子。 目录目录( (一）环核苷酸是重要的细胞内第二信使一）环核苷酸是重要的细胞内第二信使o目前已知的目前已知的细胞内胞内环核苷酸核苷酸类第二信使有第二信使有cAMP和和cGMP两种。两种。 目录目录ocAMP和和cGMP的结构及其代谢的结构及其代谢目录目录1核苷酸环化酶催化核苷酸环化酶催化cAMP和和cGMP生成生成 （adenylate cyclase，AC） （gu

21、anylate cyclase，GC）目录目录2细胞中存在多种催化环核苷酸水解的磷酸二酯酶细胞中存在多种催化环核苷酸水解的磷酸二酯酶o细胞内有水解胞内有水解cAMP和和cGMP的磷酸二的磷酸二酯酶（PDE）；）；oPDEPDE对对cAMPcAMP和和cGMPcGMP的水解具有相对特异性；的水解具有相对特异性；目录目录3环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性o环核苷酸作核苷酸作为第二信使的作用机制：第二信使的作用机制：cAMP和和cGMP在在细胞可以作用于蛋白胞可以作用于蛋白质分子（蛋白激分子（蛋白激酶A，PKA），使其），使其发生构象生构象变化，从而改化，从而改变活性

22、。活性。o蛋白激蛋白激酶是一是一类重要的信号重要的信号转导分子，也是分子，也是许多第二信使直接作用的靶分子。多第二信使直接作用的靶分子。 目录目录蛋白激酶蛋白激酶A是是cAMP的靶分子的靶分子ocAMP作用于作用于cAMP依依赖性蛋白激性蛋白激酶（cAMP-dependent protein kinase，cAPK），即蛋白激），即蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）。）。 oPKA活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或活化后，可使多种蛋白质底物的丝氨酸或苏氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底苏氨酸残基发生磷酸化，改变其活性状态，底物分子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子物分

23、子包括一些糖、脂代谢相关的酶类、离子通道和某些转录因子通道和某些转录因子 。底物底物(酶或蛋白质酶或蛋白质)名称名称受调节的通路受调节的通路糖原合酶糖原合酶糖原合成糖原合成磷酸化酶磷酸化酶 b 激酶激酶糖原分解糖原分解丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A激素敏感脂酶激素敏感脂酶甘油三脂分解和脂肪酸氧化甘油三脂分解和脂肪酸氧化酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶多巴胺、肾上腺素和去甲肾上多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素合成腺素合成组蛋白组蛋白H1 、组蛋白、组蛋白 H2BDNA聚集聚集蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶1抑制因子抑制因子1蛋白去磷酸化蛋白去磷酸化转录因子转录因子CREB转录调控转录调控PK

24、A底物举例底物举例 目录目录蛋白激酶蛋白激酶G是是cGMP的靶分子的靶分子 ocGMP作用于作用于cGMP依依赖性蛋白激性蛋白激酶（cGMP-dependent protein kinase，cGPK），即蛋白激），即蛋白激酶G（protein kinase G，PKG）。）。 目录目录4蛋白激酶不是蛋白激酶不是cAMP和和cGMP的唯一靶分子的唯一靶分子o一些离子通道也可以直接受一些离子通道也可以直接受cAMP或或cGMP的的别构构调节。 视杆细胞膜上富含视杆细胞膜上富含cGMP-门控阳离子通道门控阳离子通道 嗅觉细胞核苷酸嗅觉细胞核苷酸-门控钙通道门控钙通道 目录目录（二）脂类也可作为胞内

25、第二信使（二）脂类也可作为胞内第二信使o具有第二信使特征的脂具有第二信使特征的脂类衍生物衍生物:二脂酰甘油（二脂酰甘油（diacylglycerol，DAG）花生四烯酸（花生四烯酸（arachidonic acid，AA）磷脂酸（磷脂酸（phosphatidic acid， PA）溶血磷脂酸（溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）4-磷酸磷脂酰肌醇（磷酸磷脂酰肌醇（PI-4-phosphate，PIP）磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二磷酸(phosphatidylinositol -4,5-diphosphate，PIP2)肌醇肌醇-1,4,5-三磷酸（三磷酸（

26、Inositol-1,4,5-triphosphate，IP3） o这些脂类衍生物都是由体内磷脂代谢产生的。这些脂类衍生物都是由体内磷脂代谢产生的。 目录目录1.磷脂酶磷脂酶和和磷脂酰肌醇激酶磷脂酰肌醇激酶催化脂类第二信使生成催化脂类第二信使生成o催化催化这些信使生成的些信使生成的酶有两有两类：一类是磷脂酶（一类是磷脂酶（phospholipase，PL），），催化磷脂水解，其中最重要的是磷脂酶催化磷脂水解，其中最重要的是磷脂酶C（phospholipase C，PLC）；）；另一类是各种特异性激酶，即磷脂酰肌醇激另一类是各种特异性激酶，即磷脂酰肌醇激酶类（酶类（phosphatidylino

27、sitol kinases, PIKs），），催化磷脂酰肌醇（催化磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）磷酸化。）磷酸化。 目录目录磷脂酶磷脂酶C催化催化DAG和和IP3的生成的生成 o磷脂磷脂酶C（PI-PLC，简称称PLC）可将）可将PIP2分分解成解成为甘油二甘油二酯（DAG）和肌醇三磷酸（）和肌醇三磷酸（IP3）。）。PIP2甘油二酯（甘油二酯（DAG）+ 肌醇三磷酸（肌醇三磷酸（IP3） PLC目录目录2脂类第二信使作用于相应的靶蛋白分子脂类第二信使作用于相应的靶蛋白分子 o脂脂类第二信使作用于靶分子，引起靶分子的第二信使作用于靶分子，引起靶分子的构象构象变化。

28、化。o第二信使种第二信使种类、靶分子不同，构象改、靶分子不同，构象改变后的后的效效应也不同。也不同。 目录目录IP3的靶分子是钙离子通道的靶分子是钙离子通道oIP3为水溶性，生成后从水溶性，生成后从细胞胞质膜膜扩散至散至细胞胞质中，与内中，与内质网或肌网或肌质网膜上的网膜上的IP3受体受体结合。合。IP3 IP3受体受体钙离子通道开放，细胞内钙释放钙离子通道开放，细胞内钙释放细胞内钙离子浓度迅速增加细胞内钙离子浓度迅速增加目录目录DAG和钙离子的靶分子是蛋白激酶和钙离子的靶分子是蛋白激酶Co蛋白激酶蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），属于丝），属于丝/苏氨酸蛋白激酶，广泛参

29、与细胞的各项生理活苏氨酸蛋白激酶，广泛参与细胞的各项生理活动。动。 oPKC作用的底物包括质膜受体、膜蛋白、多种酶作用的底物包括质膜受体、膜蛋白、多种酶和转录因子等，参与多种生理功能的调节。和转录因子等，参与多种生理功能的调节。o目前发现的目前发现的PKC同工酶有同工酶有12种以上，不同的同工种以上，不同的同工酶有不同的酶学特性、特异的组织分布和亚细胞酶有不同的酶学特性、特异的组织分布和亚细胞定位，对辅助激活剂的依赖性亦不同。定位，对辅助激活剂的依赖性亦不同。目录目录PIP3的靶分子是蛋白激酶的靶分子是蛋白激酶Bo蛋白激蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）也是一）也是一类丝/

30、苏氨酸蛋白激氨酸蛋白激酶，其激，其激酶活性区序列与活性区序列与PKA（68）和）和PKC（73）高度同源。）高度同源。目录目录oPKB的底物有糖原合的底物有糖原合酶激激酶-3、核糖体蛋白、核糖体蛋白S6激激酶、某些、某些转录因子、翻因子、翻译因子抑制因子抑制剂4E-BPI以及以及细胞凋亡相关蛋白胞凋亡相关蛋白BAD等。等。PKB被认为是重要的细胞存活信号分子。被认为是重要的细胞存活信号分子。 目录目录oPKB在体内参与在体内参与许多重要生理多重要生理过程：程：参与胰岛素促进糖类由血液转入细胞、糖原参与胰岛素促进糖类由血液转入细胞、糖原合成及蛋白质合成过程。合成及蛋白质合成过程。PKB还参与多种

31、生长因子如还参与多种生长因子如PDGF、EGF、NGF等信号的转导。等信号的转导。在细胞外基质与细胞相互作用的信号转导过在细胞外基质与细胞相互作用的信号转导过程中，程中，PKB亦是关键信号分子。亦是关键信号分子。 目录目录（三）钙离子可以激活信号转导有关的酶类（三）钙离子可以激活信号转导有关的酶类1钙离子在细胞中的分布具有明显的区域特征钙离子在细胞中的分布具有明显的区域特征 细胞外液游离钙浓度高（细胞外液游离钙浓度高（1.121.23mmol/L）；）；细胞内液的钙离子含量很低，且细胞内液的钙离子含量很低，且90%以上储存于细以上储存于细胞内钙库（内质网和线粒体内）；胞液中游离胞内钙库（内质网

32、和线粒体内）；胞液中游离Ca2+的含量极少（基础浓度只有的含量极少（基础浓度只有0.010.1mol/L）。）。 目录目录o导致胞液游离致胞液游离Ca2+浓度升高的反度升高的反应有两种：有两种： 一是细胞质膜钙通道开放，引起钙内流；一是细胞质膜钙通道开放，引起钙内流；二是细胞内钙库膜上的钙通道开放，引起钙释放。二是细胞内钙库膜上的钙通道开放，引起钙释放。 o胞液胞液Ca2+可以再经由细胞质膜及钙库膜上的钙泵可以再经由细胞质膜及钙库膜上的钙泵（Ca2+-ATP酶）返回细胞外或胞内钙库，以消酶）返回细胞外或胞内钙库，以消耗能量的方式维持细胞质内的低钙状态。耗能量的方式维持细胞质内的低钙状态。 目录

33、目录2钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现钙离子的信号功能主要是通过钙调蛋白实现o钙调蛋白蛋白（calmodulin，CaM）可看作是）可看作是细胞内胞内Ca2+的受体。的受体。乙酰胆碱、儿茶酚胺、乙酰胆碱、儿茶酚胺、加压素、血管紧张素加压素、血管紧张素和胰高血糖素等和胰高血糖素等 胞液胞液Ca2+浓度升高浓度升高 CaMCaMCa2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ CaM发生构象变化后，作用于发生构象变化后，作用于Ca 2+/CaM-依赖性激酶（依赖性激酶（CaM-K） 。目录目录（四）（四）NO的信使功能与的信使功能与cGMP相关相关 oNO合酶介导合酶介导NO生成生成 NO合酶合酶 胍

34、氨酸胍氨酸精氨酸精氨酸NHH2NNH2+H2N+COO-NHH2NOH2N+COO-NO目录目录o三种形式的三种形式的 NO合合酶（nitric oxide synthase，NOS） 组成型组成型NOS (cNOS) 可诱导型可诱导型NOS（iNOS）神经型神经型NOS（nNOS）内皮型内皮型NOS（eNOS）NOS NOS NOS 目录目录NOS主要分布于外周神经、中枢神经系统和肾主要分布于外周神经、中枢神经系统和肾（致密斑和髓质内集合管），其中外周神经主（致密斑和髓质内集合管），其中外周神经主要为非肾上腺能要为非肾上腺能/非胆碱能神经和肾上腺能神经非胆碱能神经和肾上腺能神经末梢。末梢。N

35、OS分布最广泛，包括肝细胞、心肌细胞、血分布最广泛，包括肝细胞、心肌细胞、血管平滑肌细胞、免疫细胞、成纤维细胞等。管平滑肌细胞、免疫细胞、成纤维细胞等。NOS的分布于内皮细胞、心肌细胞和脑。的分布于内皮细胞、心肌细胞和脑。 目录目录o钙调蛋白是蛋白是NOS的主要的主要调节分子，分子，3种种NOS均含均含有有钙调节蛋白蛋白结合位点。合位点。o凡是引起凡是引起细胞内胞内Ca2+升高的信号均有可能作用升高的信号均有可能作用于于NOS。 目录目录NO在细胞内外可产生多种生理、病理效应在细胞内外可产生多种生理、病理效应oNO在很多组织、系统发挥生理或病理作用。在很多组织、系统发挥生理或病理作用。 NON

36、O作用作用酶和蛋白质酶和蛋白质激活激活抑制抑制激活或抑制激活或抑制ADP-ADP-核糖转移酶，可溶性鸟苷酸环化酶核糖转移酶，可溶性鸟苷酸环化酶, , 环氧化酶环氧化酶细胞色素，顺乌头酸酶，质子细胞色素，顺乌头酸酶，质子ATPATP酶，运铁蛋白，酶，运铁蛋白，核糖核苷酸还原酶，脂加氧酶核糖核苷酸还原酶，脂加氧酶氨基的亚硝基化，巯基的亚硝基化氨基的亚硝基化，巯基的亚硝基化受受NO激活和抑制的酶和蛋白质激活和抑制的酶和蛋白质NO的生理调节作用主要通过激活鸟苷酸环化酶、的生理调节作用主要通过激活鸟苷酸环化酶、ADP-核糖转移酶和环氧化酶完成。核糖转移酶和环氧化酶完成。目录目录o除了除了NO以外，一氧化

37、碳（以外，一氧化碳（carbon monoxide，CO）、硫化）、硫化氢（sulfureted hydrogen，H2S）的第二信使作用近年来也得到的第二信使作用近年来也得到证实。 目录目录o1998年美国科学家费里德慕拉德、路易斯伊格纳罗和罗伯特佛契哥特，为表彰他们发现一氧化氮重要的生物学机制而共同获得了诺贝尔生理学及医学奖。目录目录二、蛋白质作为细胞内信号转导分子二、蛋白质作为细胞内信号转导分子o蛋白蛋白质分子作分子作为信号信号转导分子分子转换和和传递信号的信号的原理是原理是发生构象生构象变化。化。增强或抑制酶类信号转导分子的催化活性；增强或抑制酶类信号转导分子的催化活性；许多分子在构象

38、变化后暴露出潜在的亚细胞定位区许多分子在构象变化后暴露出潜在的亚细胞定位区域，转位（域，转位（translocation）至细胞膜或细胞核；）至细胞膜或细胞核；募集新的相互作用的蛋白质分子，原有的相互作用募集新的相互作用的蛋白质分子，原有的相互作用分子解离。分子解离。 o构象变化主要引起构象变化主要引起3种效应：种效应：目录目录o引起信号引起信号转导分子分子发生构象生构象变化的因素有化的因素有3种：种：化学修饰改变蛋白质构象，如磷酸化与去化学修饰改变蛋白质构象，如磷酸化与去磷酸化、乙酰化、甲基化等；磷酸化、乙酰化、甲基化等；小小分分子子信信使使作作为为别别位位效效应应剂剂引引起起靶靶分分子子构

39、构象变化，如象变化，如cAMP激活激活PKA； 蛋白质相互作用可导致信号转导分子构象蛋白质相互作用可导致信号转导分子构象变化。变化。 目录目录o信号信号转导分子分子浓度的改度的改变将影响信号将影响信号传递和和细胞胞应答。答。 o信号信号转导分子的分子的细胞内定位改胞内定位改变也是信号也是信号转导调节的重要方式。的重要方式。o定位定位变化既可以是位于化既可以是位于细胞胞质的分子的分子转位至位至细胞膜，也可以是向胞膜，也可以是向细胞核或其它胞核或其它细胞器的胞器的转位，从而将信号位，从而将信号传递至相至相应的的应答部位。答部位。目录目录（一）蛋白激酶（一）蛋白激酶/蛋白磷酸酶是信号通路开关分子蛋白

40、磷酸酶是信号通路开关分子o蛋蛋白白激激酶（protein kinase）与与蛋蛋白白磷磷酸酸酶（protein phosphatase）催催化化蛋蛋白白质的的可可逆逆性磷酸化修性磷酸化修饰。o蛋蛋白白质的的磷磷酸酸化化与与去去磷磷酸酸化化是是控控制制信信号号转导分子活性的最主要方式。分子活性的最主要方式。o磷磷酸酸化化修修饰可可能能提提高高酶分分子子的的活活性性，也也可可能能降降低低其其活活性性，取取决决于于酶的的构构象象变化化是是否否有有利利于于酶的作用。的作用。蛋白质的可逆磷酸化修饰是最重要的信号通路开关蛋白质的可逆磷酸化修饰是最重要的信号通路开关酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化-

41、OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白目录目录（二）（二）G蛋白的蛋白的GTP/GDP结合状态决定信号通路结合状态决定信号通路的开关的开关 o鸟苷酸苷酸结合蛋白合蛋白（guanine nucleotide binding protein，G protein）简称称G蛋白蛋白，亦称，亦称GTP结合蛋白，是一合蛋白，是一类信号信号转导分子，在各种分子，在各种细胞信胞信号号转导途径中途径中转导信号信号给不同的效不同的效应蛋白。蛋白。oG蛋白蛋白结合的核苷酸合的核苷酸为GTP时为活

42、化形式，作活化形式，作用于下游分子使相用于下游分子使相应信号途径开放；当信号途径开放；当结合的合的GTP水解水解为GDP时则回到非活化状回到非活化状态，使信号，使信号途径关途径关闭。 目录目录1.介导七跨膜受体信号转导的异源三聚体介导七跨膜受体信号转导的异源三聚体G蛋白蛋白亚基亚基（G）、亚基亚基(G) 具有多个具有多个功能位点功能位点亚基具有亚基具有GTP酶活性酶活性与受体结合并受其活化调节的部位与受体结合并受其活化调节的部位亚基结合部位亚基结合部位GDP/GTP结合部位结合部位与下游效应分子相互作用部位与下游效应分子相互作用部位主要作用是与主要作用是与亚基形成复合体并定位于质膜内侧；亚基形

43、成复合体并定位于质膜内侧；在哺乳细胞，在哺乳细胞，亚基也可直接调节某些效应蛋白。亚基也可直接调节某些效应蛋白。 目录目录oG蛋白通蛋白通过G蛋白偶蛋白偶联受体（受体（G protein-coupled receptors，GPCRs）与各种下游效）与各种下游效应分子，如分子，如离子通道、腺苷酸离子通道、腺苷酸环化化酶、PLC联系，系，调节各各种种细胞功能。胞功能。 目录目录（三）蛋白相互作用结构域介导信号通路中（三）蛋白相互作用结构域介导信号通路中蛋白质的相互作用蛋白质的相互作用信号转导分子在活细胞内接收和转导信号信号转导分子在活细胞内接收和转导信号的过程是由多种分子聚集形成的的过程是由多种分

44、子聚集形成的信号转导复合信号转导复合物（物（signaling complex）完成的。完成的。 o信号转导复合物作用：信号转导复合物作用：保证了信号转导的特异性和精确性，保证了信号转导的特异性和精确性，增加了调控的层次，从而增加了维持机体增加了调控的层次，从而增加了维持机体稳态平衡的机会。稳态平衡的机会。目录目录蛋白质相互作用结构域是形成复合物的基础蛋白质相互作用结构域是形成复合物的基础o信号信号转导通路形成要求信号通路形成要求信号转导分子之分子之间可特可特异性地相互异性地相互识别和和结合，即蛋白合，即蛋白质-蛋白蛋白质相互相互作用，作用，这是由信号是由信号转导分子中存在的一些特殊分子中存在

45、的一些特殊结构域介构域介导的。的。这些些结构域被称构域被称为蛋白相互作蛋白相互作用用结构域（构域（protein interaction domain）。 目录目录第三节第三节各种受体介导的基本信号各种受体介导的基本信号转导通路转导通路 Signal Pathways Mediated by Different Receptors 目录目录离子通道受体离子通道受体G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体单次跨膜受体单次跨膜受体 细胞内受体细胞内受体细胞膜受体细胞膜受体受体受体特性特性离子通离子通道受体道受体G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体单次跨膜受体单次跨膜受体内源性内源性配体配体神经递质神经递质神经递质、激

46、素、趋化因子、神经递质、激素、趋化因子、外源刺激（味，光）外源刺激（味，光）生长因子生长因子细胞因子细胞因子结构结构寡聚体形寡聚体形成的孔道成的孔道单体单体具有或不具有催化活具有或不具有催化活性的单体性的单体跨膜区跨膜区段数目段数目4个个7个个1个个功能功能离子通道离子通道激活激活G蛋白蛋白激活蛋白酪氨酸激酶激活蛋白酪氨酸激酶细胞细胞应答应答去极化与去极化与超极化超极化去极化与超极化调节蛋白质功去极化与超极化调节蛋白质功能和表达水平能和表达水平调节蛋白质的功能和调节蛋白质的功能和表达水平，调节细胞表达水平，调节细胞分化和增殖分化和增殖三种膜受体的特点三种膜受体的特点目录目录一、一、 细胞内受体

47、多属于转录因子细胞内受体多属于转录因子o位位于于细细胞胞内内的的受受体体多多为为转转录录因因子子，与与相相应应配配体体结结合合后后，能能与与DNA的的顺顺式式作作用用元元件件结结合合，在在转转录录水平调节基因表达。水平调节基因表达。 o该该型型受受体体结结合合的的信信息息物物质质有有类类固固醇醇激激素素、甲甲状状腺腺素素、维维甲甲酸酸、维维生生素素D等等，它它们们进进入入细细胞胞后后，有有些些可可与与其其位位于于细细胞胞核核内内的的受受体体相相结结合合形形成成激激素素-受受体体复复合合物物，有有些些则则先先与与其其在在细细胞胞质质内内的的受受体体相相结结合合，然然后后以以激激素素-受受体体复复

48、合合物物的的形形式式穿穿过过核核孔孔进入核内。进入核内。 核受体结构及作用机制示意图核受体结构及作用机制示意图目录目录激素反应元件举例激素反应元件举例激素举例激素举例受体所识别的受体所识别的DNA特征序列特征序列肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素 5 AGAACAXXXTGTTCT 33 TCTTGTXXXACAAGA 5雌激素雌激素5 AGGTCAXXXTGACCT 33 TCCAGTXXXACTGGA 5甲状腺素甲状腺素5 AGGTCATGACCT 33 TCCAGTACTGGA 5目录目录二、二、离子通道型膜受体是化学信号离子通道型膜受体是化学信号与电信号转换器与电信号转换器o离子通道型受体是

49、一离子通道型受体是一类自身自身为离子通道的受体，离子通道的受体，它它们的开放或关的开放或关闭直接受化学配体的控制，被直接受化学配体的控制，被称称为配体配体-门控受体通道（控受体通道（ligand-gated receptor channel）。）。o配体主要配体主要为神神经递质。目录目录乙酰胆碱受体的结构与其功能乙酰胆碱受体的结构与其功能目录目录乙酰胆碱受体结构乙酰胆碱受体结构乙酰胆碱结合部位乙酰胆碱结合部位离子通道离子通道顶部观顶部观侧面观侧面观目录目录乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体功能模式图功能模式图目录目录o离子通道受体信号离子通道受体信号转导的最的最终作用是作用是导致了致了细胞膜胞膜电位改位

50、改变，即通，即通过将化学信号将化学信号转变成成为电信号而影响信号而影响细胞功能的。胞功能的。o离子通道型受体可以是阳离子通道，如乙离子通道型受体可以是阳离子通道，如乙酰胆胆碱、谷氨酸和五碱、谷氨酸和五羟色胺的受体；也可以是阴离色胺的受体；也可以是阴离子通道，如甘氨酸和子通道，如甘氨酸和-氨基丁酸的受体。氨基丁酸的受体。目录目录三、三、G蛋白偶联受体通过蛋白偶联受体通过G蛋白蛋白-第二信使第二信使-靶分子发挥作用靶分子发挥作用oG蛋白偶联受体（蛋白偶联受体（GPCR）得名于这类受体的）得名于这类受体的细胞内部分总是与异源三聚体细胞内部分总是与异源三聚体G蛋白结合，受蛋白结合，受体信号转导的第一步

51、反应都是活化体信号转导的第一步反应都是活化G蛋白。蛋白。目录目录oGPCR是七跨膜受体（是七跨膜受体（serpentine receptor）目录目录（一）（一）G蛋白的活化启动信号转导蛋白的活化启动信号转导o信号信号转导途径的基本模式途径的基本模式 ：配体配体+受体受体G蛋白蛋白效应分子效应分子第二信使第二信使靶分子靶分子生物学效应生物学效应目录目录G蛋白循环蛋白循环目录目录（二）（二）G蛋白偶联受体通过蛋白偶联受体通过G蛋白蛋白-第二信使第二信使-靶分子发挥作用靶分子发挥作用 o活化的活化的G蛋白的蛋白的亚基主要作用于生成或水解基主要作用于生成或水解细胞内第二信使的胞内第二信使的酶，如，如

52、AC、PLC等效等效应分子分子（effector），改），改变它它们的活性，从而改的活性，从而改变细胞胞内第二信使的内第二信使的浓度。度。 o可以激活可以激活AC的的G蛋白的蛋白的 亚基称基称为 s（s 代表代表stimulate）；反之，称）；反之，称为 i（i代表代表inhibit）。）。 目录目录G 种类种类 效应分子效应分子细胞内信使细胞内信使靶分子靶分子asAC活化活化cAMPPKA活性活性aiAC活化活化cAMPPKA活性活性aqPLC活化活化Ca2+、IP3、DAGPKC活化活化atcGMP-PDE活性活性cGMPNa+通道关闭通道关闭哺乳动物细胞中的哺乳动物细胞中的G 亚基种类

53、及效应亚基种类及效应目录目录促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素促黑素促黑素 (MSH)促肾上腺皮质激素释放激素促肾上腺皮质激素释放激素 嗅觉分子嗅觉分子多巴胺多巴胺甲状旁腺素甲状旁腺素肾上腺素肾上腺素前列腺素前列腺素E1,E2胰高血糖素胰高血糖素5-HT（1a）、）、5-HT（2）组织胺（组织胺（H2受体）受体）生长激素抑制素生长激素抑制素促黄体激素促黄体激素味觉分子味觉分子利用利用AC-cAMP-PKA转导信号的部分化学信号转导信号的部分化学信号目录目录o此外，由于此外，由于G蛋白蛋白亚型的不同，形成多种其型的不同，形成多种其他通路和效他通路和效应，如，如PDE-cGMP-Na+通道信号通道信

54、号转导通路、通路、PLC-IP3-Ca2+/CaM-PK信号信号转导通路等。通路等。 目录目录四、单跨膜受体依赖酶的催化作用传递信号四、单跨膜受体依赖酶的催化作用传递信号o酶偶偶联受体指那些自身具有受体指那些自身具有酶活性，或者自身没活性，或者自身没有有酶活性，但与活性，但与酶分子分子结合存在的一合存在的一类受体。受体。 o这些受体大多些受体大多为只有只有1个跨膜区段的糖蛋白，亦个跨膜区段的糖蛋白，亦称称为单跨膜受体。跨膜受体。o酶偶偶联受体种受体种类繁多，但是以具有繁多，但是以具有PTK(酪氨酸酪氨酸蛋白激蛋白激酶) 活性和与活性和与PTK偶偶联的受体居多。的受体居多。 英文名英文名中文名中

55、文名举例举例receptors tyrosine kinase (RTKs)受体型蛋白酪氨酸激酶受体型蛋白酪氨酸激酶表皮生长因子受体、表皮生长因子受体、胰岛素受体等胰岛素受体等tyrosine kinase-coupled receptors (TKCRs)蛋白酪氨酸激酶偶联受体蛋白酪氨酸激酶偶联受体干扰素受体、白细胞干扰素受体、白细胞介素受体、介素受体、T细胞抗细胞抗原受体等原受体等receptors tyrosine phosphatase (RTPs)受体型蛋白酪氨酸磷酸酶受体型蛋白酪氨酸磷酸酶CD45receptors serine/threonine kinase (RSTK)受体型

56、蛋白丝受体型蛋白丝/苏氨酸激酶苏氨酸激酶转化生长因子转化生长因子受体、受体、骨形成蛋白受体等骨形成蛋白受体等receptors guanylate cyclase (RGCs)受体型鸟苷酸环化酶受体型鸟苷酸环化酶心钠素受体等心钠素受体等具有各种催化活性的受体具有各种催化活性的受体目录目录o酶偶偶联受体大部分是生受体大部分是生长因子和因子和细胞因子的胞因子的受体，它受体，它们所介所介导的信号的信号转导通路主要是那通路主要是那些些调节蛋白蛋白质的功能和表达水平、的功能和表达水平、调节细胞胞增殖和分化。增殖和分化。目录目录不同蛋白激酶组成的不同蛋白激酶组成的PTK偶联受体信号途径偶联受体信号途径基本

57、模式相同基本模式相同oPTK偶偶联受体主要通受体主要通过蛋白蛋白质相互作用激活自相互作用激活自身或身或细胞内其他的胞内其他的PTK或或丝/苏氨酸激氨酸激酶来来转导信号。信号。 oPTK偶偶联受体介受体介导的信号的信号转导途径的基本模式途径的基本模式 ：目录目录结合配体结合配体后受体形成二聚体或寡聚体；后受体形成二聚体或寡聚体；第第一一个个蛋蛋白白激激酶酶被被激激活活。对对于于具具有有蛋蛋白白激激酶酶活活性性的的受受体体来来说说，此此步步骤骤是是激激活活受受体体胞胞内内结结构构域域的的蛋蛋白白激激酶酶活活性性；对对于于没没有有蛋蛋白白激激酶酶活活性性的的受受体体来来说说，此此步步骤骤是是受受体体

58、通通过过蛋白质蛋白质-蛋白质相互作用激活与它紧密偶联的蛋白激酶；蛋白质相互作用激活与它紧密偶联的蛋白激酶；通通过过蛋蛋白白质质-蛋蛋白白质质相相互互作作用用或或蛋蛋白白激激酶酶的的磷磷酸酸化化修修饰饰激激活活下下游游信信号号转转导导分分子子，通通常常是是继继续续活活化化下下游游的的一一些些蛋蛋白白激酶；激酶；蛋蛋白白激激酶酶通通过过磷磷酸酸化化修修饰饰激激活活代代谢谢途途径径中中的的关关键键酶酶、反反式式作作用用因因子子等等，影影响响代代谢谢途途径径、基基因因表表达达、细细胞胞运运动动、细胞增殖等。细胞增殖等。 oPTK偶联受体介导的信号转导途径的基本模式：偶联受体介导的信号转导途径的基本模式

59、：目录目录本章结束！谢谢大家！本章结束！谢谢大家！目录目录目录目录（一）（一）RasMAPK途径是途径是EGFR的主要信号的主要信号通路通路o表皮生表皮生长因子受体（因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）是一个典型的受体型）是一个典型的受体型PTK。oRasMAPK途径是途径是EGFR的主要信号通路之的主要信号通路之一。一。 表皮生长因子受体作用机制：表皮生长因子受体作用机制：目录目录 EGFR介导的信号转导过程介导的信号转导过程目录目录（二）（二）JAK-STAT通路转导白细胞介素受体信号通路转导白细胞介素受体信号oT细胞抗原受体、胞抗原受体

60、、B细胞抗原受体、肥大胞抗原受体、肥大细胞表胞表面的面的IgE受体。受体。属于酶偶联受体，它们自身不具备蛋白酪氨酸激酶属于酶偶联受体，它们自身不具备蛋白酪氨酸激酶活性；活性；非受体型的非受体型的Src家族蛋白酪氨酸激酶和家族蛋白酪氨酸激酶和ZAP70家族蛋家族蛋白酪氨酸激酶是这一类受体的直接信号转导分子。白酪氨酸激酶是这一类受体的直接信号转导分子。下游分子包括下游分子包括PLC、MAPK家族的活化，并有多种家族的活化，并有多种衔接蛋白参与。衔接蛋白参与。 目录目录o大部分白大部分白细胞介素（胞介素（interlukin, IL）受体属于）受体属于酶偶偶联受体。受体。 通过通过JAK（Janus

61、 Kinase）-STAT（signal transducer and activator of transcription）通）通路转导信号。路转导信号。细胞内有数种细胞内有数种JAK和数种和数种STAT的亚型存在，的亚型存在，分别转导不同的白细胞介素的信号。分别转导不同的白细胞介素的信号。 目录目录白介素介导的信号转导通路白介素介导的信号转导通路目录目录（三）（三）NF- B是重要的炎症和应激反应信号分子是重要的炎症和应激反应信号分子NF- B是是一一种种几几乎乎存存在在于于所所有有细细胞胞的的转转录录因因子子，广广泛泛参参与与机机体体防防御御反反应应、组组织织损损伤伤和和应应激激、细细胞

62、胞分化和凋亡以及肿瘤生长抑制等过程。分化和凋亡以及肿瘤生长抑制等过程。肿肿瘤瘤坏坏死死因因子子受受体体（TNF-R）、白白介介素素1受受体体等等重重要要的的促促炎炎细细胞胞因因子子受受体体家家族族所所介介导导的的主主要要信信号号转转导导通通路路之之一一是是NF- B（nuclear factor- B，NF- B）通路。）通路。 NF- B 信号转导通路信号转导通路目录目录o转化生化生长因子因子（transform growth factor , TGF）受体。）受体。属于单次跨膜受体，自身具有蛋白丝氨酸激属于单次跨膜受体，自身具有蛋白丝氨酸激酶催化结构域。酶催化结构域。 受体活化后通过信号分

63、子受体活化后通过信号分子Smad介导的途径调介导的途径调节靶基因转录，影响细胞的分化。节靶基因转录，影响细胞的分化。 细胞内有数种细胞内有数种Smad存在，参与存在，参与TGF家族不家族不同成员（如骨形成蛋白等）的信号转导。同成员（如骨形成蛋白等）的信号转导。 （四）（四）TGF 受体是蛋白丝氨酸激酶受体是蛋白丝氨酸激酶目录目录TGF 受体介导的信号转导通路受体介导的信号转导通路目录目录五、细胞信号转导过程的特点和规律五、细胞信号转导过程的特点和规律对于外源信息的反应信号的发生和终止十分迅速；对于外源信息的反应信号的发生和终止十分迅速；信号转导过程是多级酶反应，具有级联放大效应；信号转导过程是

64、多级酶反应，具有级联放大效应； 细胞信号转导系统具有一定的通用性；细胞信号转导系统具有一定的通用性； 不同信号转导通路之间存在广泛的信息交流。不同信号转导通路之间存在广泛的信息交流。 o信号转导途径和网络共同的规律和特点：信号转导途径和网络共同的规律和特点：目录目录o影响影响细胞可以胞可以对外源信息做出特异性反外源信息做出特异性反应的因的因素包括：素包括：细胞胞间信息分子的信息分子的浓度、相度、相应受体的受体的分布与含量、分布与含量、细胞内信号胞内信号转导分子的种分子的种类和含和含量等。量等。o不同不同组织可以以不同的方式使用同一信号可以以不同的方式使用同一信号转导分子，但是相互作用的分子可以

65、不同，蛋白激分子，但是相互作用的分子可以不同，蛋白激酶的底物也可能不一的底物也可能不一样，从而，从而导致致输出信号的出信号的差差别。 目录目录细胞信号转导与医学细胞信号转导与医学The Relation Between Cellular Signal Transduction and Medicine第四节第四节目录目录l对发病机制的深入认识对发病机制的深入认识l为新的诊断和治疗技术提供靶位为新的诊断和治疗技术提供靶位信号转导机制研究在医学发展中的意义信号转导机制研究在医学发展中的意义目录目录信信号号转转导导分分子子的的异异常常可可以以发发生生在在编编码码基基因因，也也可可以以发发生生蛋蛋白白

66、质质合合成成直直至至其其细细胞胞内内降降解解的的全全部部过过程程的的各各个个层层次次和和各各个个阶阶段段。从从受受体体接接受受信信号号直直至至最最后后细细胞胞功功能能的的读读出出信信号号发发生生的的异异常常都都可以导致疾病的发生。可以导致疾病的发生。目录目录一、信号转导分子的结构改变是一、信号转导分子的结构改变是许多疾病发生发展的基础许多疾病发生发展的基础 与与GPCR信号通路密切相关的信号通路密切相关的G蛋白基因突蛋白基因突变可以导致一些遗传性疾病，如色盲、色素性视变可以导致一些遗传性疾病，如色盲、色素性视网膜炎、家族性网膜炎、家族性ACTH抗性综合征、侏儒症、先抗性综合征、侏儒症、先天性甲

67、状旁腺功能低下、先天性甲状腺功能低下天性甲状旁腺功能低下、先天性甲状腺功能低下或功能亢进等。或功能亢进等。目录目录G蛋白在细菌毒素的作用下发生化学修饰蛋白在细菌毒素的作用下发生化学修饰而导致功能异常是一些细菌感染致病的分子机而导致功能异常是一些细菌感染致病的分子机制。这些疾病包括霍乱、破伤风等等。制。这些疾病包括霍乱、破伤风等等。 目录目录G蛋白与感染性疾病蛋白与感染性疾病目录目录肿瘤的发生和发展涉及多种单跨膜受体信肿瘤的发生和发展涉及多种单跨膜受体信号通路的异常，许多癌基因或抑癌基因的编码号通路的异常，许多癌基因或抑癌基因的编码产物都是该信号通路中的关键分子，尤其是各产物都是该信号通路中的关

68、键分子，尤其是各种蛋白酪氨酸激酶，更是与肿瘤发生密切相关。种蛋白酪氨酸激酶，更是与肿瘤发生密切相关。目录目录二、细胞信号转导分子是重要的二、细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位药物作用靶位信号转导分子的激动剂和抑制剂是信号转导药信号转导分子的激动剂和抑制剂是信号转导药物的研究出发点。物的研究出发点。 一种信号转导干扰药物是否可以用于疾病的治一种信号转导干扰药物是否可以用于疾病的治疗而又具有较少的副作用，主要取决于两点。一是疗而又具有较少的副作用，主要取决于两点。一是它所干扰的信号转导途径在体内是否广泛存在，如它所干扰的信号转导途径在体内是否广泛存在，如果该途径广泛存在于各种细胞内，其副作用则很难果该途径广泛存在于各种细胞内，其副作用则很难得以控制。二是药物自身的选择性，对信号转导分得以控制。二是药物自身的选择性，对信号转导分子的选择性越高，副作用就越小。子的选择性越高，副作用就越小。