第八章细胞信号传递
第一节概述
一、细胞通讯
细胞通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞形影的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。（一）细胞通讯的方式
细胞通讯可概括为3种方式：①细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯；②细胞间接触依赖性的通讯（contact-dependent signaling）；③动物相邻细胞间形成间隙连接（gap junction）以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通。
细胞分泌化学信号的作用方式可分：①内分泌（endocrine）②旁分泌（paracrine）③自分泌（autocrine）④通过化学突触传递神经信号分子（neuronal signaling）。
（二）信号分子与受体
1、信号分子
信号分子（signal molecule）是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号以及物理信号。
2、受体
受体（receptor）是一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子。
根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体（intracellular receptor）和细胞表面受体（cell-surface receptor）。
细胞内受体位图细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子；细胞表面受体主要识别和结合亲水性信号分子。
细胞表面受体分属三大家族：①G蛋白耦联受体（G protein-coupled receptor）；②离子通道耦联受体（ion-channel-coupled receptors，GPCRs）；③酶耦联受体（enzyme-linked receptor）。
受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导（signal transduction）途径将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，引发两种主要的细胞反应：一是细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞功能和代谢；二是影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达。
3、第二信使与分子开关
Sutherland及其合作者在20世纪70年代初提出激素作用的第二信使学说（second messenger theory）：胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使其信号作用终止。
第二信使（second messenger）是指在胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体结合，并在细胞信号转导中行使功能。目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DAG），Ca2+等。
细胞内信号传递蛋白质（开关蛋白）可分为两类：一类是GTPase开关蛋白。结合GTP而活化，结合GDP而失活；另一类开关蛋白的活性由激酶使之磷酸化而开启，由磷酸酶使之去磷酸化而关闭。
二、信号转导系统及其特征
（一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白
通过细胞表面受体接到的信号途径（signaling pathway）有以下4个步骤组成：①不同形式的胞外信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别；②胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白；③信号放大（signal magnification）；④细胞反应由于受体的脱敏（desensitization）或受体下调（down-regulation），启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。
从细胞表面到细胞核的信号途径是由细胞内多种不同的信号的那白组成的信号传递链，这条信号蛋白链负责实现上述4个信号传递的主要步骤，除细胞表面受体之外还包括以下各类蛋白质：①转承担白（rely protein）；②信使蛋白（messenger protein）；③接头蛋白（adaptor protein）；④放大和转导蛋白（amplifier and transducer protein）；
⑤传感蛋白（transducer protein）；⑥分歧蛋白（bifurcation protein）；⑦整合蛋白（integrator protein）；⑧潜在基因调控蛋白（latent gene regulatory protein）。
（二）细胞内信号蛋白的相互作用
细胞内信号蛋白的相互作用是靠蛋白质模式结合域（modular binding domain）所特异性介导的。
（三）信号转导系统的主要特征
信号转导系统除上述具有特异性、放大作用和信号终止或下调特征之外，细胞对信号的整合也是非常重要的特
征。
第二节细胞内受体介导的信号转导
一、细胞内核受体及其对基因表达的调节
细胞内受体超家族（intracellular receptor superfamily）的本质是依赖技术及获得基因调控蛋白。在细胞内，受体与抑制性蛋白结合形成复合物，处于非活化状态。当信号分子与受体结合，将导致抑制性蛋白从复合物上解离下来，使受体通过暴露它的DNA结合位点而被激活。
类固醇激素诱导的基因活化通常分为两个阶段：①直接激活少数特殊基因转录的初级反应物阶段，快速发生。
②初级反应的基因产物再活化其他基因产生延迟的次级反应，对初级反应起放大作用。
二、NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合
NO是一种自由基性质的气体，具脂溶性，可快速扩散过细胞质膜。达到临近靶细胞发挥作用。
第三节G蛋白耦联受体介导的信号转导
一、G蛋白耦联受体的结构与激活
G蛋白耦联受体，是指配体-受体复合物与靶蛋白的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。
G蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白（trimerc GTP-binding regulatory protein）的简称，位于质膜内胞浆一侧，由Gα、Gβ、Gγ3个亚基组成，Gβ和Gγ亚基以异二聚体存在，Gα和Gβγ亚基分别通过共价结合脂分子锚定于膜上，Gα亚基本身具有GTPase活性，是分子开关蛋白。当配体与受体结合，三聚体G蛋白解离，并发生GDP与GTP交换，游离的Gα-GTP处于活化的开启状态，导致结合并激活效应器蛋白，从而传递信号；当Gα-GTP水解形成Gα-GDP时，处于失活的关闭态，终止信号传递并导致三聚体G蛋白的重新组装，系统恢复进入静息状态。
所有G蛋白耦联受体都含有7个疏水残基肽段形成跨膜α螺旋区和相似的单位结构，N末端在细胞外侧，C末端在细胞胞质侧。
二、G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路
由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：以cAMP为第二信使的信号通路、以肌醇-1/4/5-三磷酸和二酰甘油作为双信使的磷脂酰肌醇信号通路和G蛋白耦联离子通道的信号通路
（一）以cAMP为第二信使的信号通路
在该信号通路中，Gα亚基的首要效应酶是腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase），通过腺苷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平，进而影响信号通路的下游事件。
cAMP信号通路由质膜上的5种成分组成：①激活型激素受体（Rs）；②抑制型激素受体（Ri）；③与GDP结合的活化型调节蛋白（Gs）；④与GDP的抑制型调节蛋白（Gi）；⑤腺苷酸环化酶（C）。
（1）Rs与Ri：Rs与Ri位于质膜外表面，识别细胞外信号分子并与之结合，受体有两个区域，一个与激素作用，另一个与G蛋白作用。
（2）Gs与Gi：G蛋白也称耦联蛋白或信号转换蛋白，它将受体和腺苷酸环化酶耦联起来，使细胞外信号跨膜转换为细胞内信号，即第二信使cAMP。
（3）腺苷酸环化酶：cAMP信号通路的催化单位是结合在质膜上的腺苷酸环化酶，它催化ATP生成cAMP。
cAMP信号通路的主要效应是通过活化cAMP依赖的PKA使下游靶蛋白磷酸化，从而影响细胞代谢和细胞行为，这是细胞快速应答胞外信号的过程。此外，还有一类细胞缓慢应答胞外信号的过程，就是cAMP信号通道对细胞基因表达的影响。
该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。
（二）磷脂酰肌醇双信使信号通路
通过G蛋白耦联受体介导的另一条信号通路是磷脂酰氨肌醇信号通路，其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。
双信使IP3和DAG的合成来自与膜结合和的磷脂酰肌醇（PI）。细胞膜结合的PI激酶将肌醇环上特定的羟基磷酸化，形成磷脂酰肌醇-4-磷酸（PIP）和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2），胞外信号分子与Co或Gq蛋白耦联的受体结合，通过G蛋白开关机制引起质膜上磷脂酶C（PLC）的β异构体（PLCβ）的活化，致使质膜上磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸被水解成14,5-肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG）两个信使。IP3在细胞质中扩散，DAG是亲脂性分子，联系在膜上。
磷脂酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3/Ca2+和DAG/PKC途径，实现细胞对外界的应答，因此把这一信号系统称之为“双信使系统”（double
messenger system）。
IP3的主要功能是引发储存在内质网中的钙离子转移到细胞质基质中，使胞质中游离钙离子浓度提高，这一作用在几乎所有的真核细胞中。
钙调蛋白（calmodulin，CaM）是真核细胞中普遍存在的钙离子应答蛋白，本身无活性，和钙离子结合后活化靶酶的过程分为两步：首先Ca2+与CaM结合形成活化态的Ca2+-CaM复合体，然后再与靶酶结合将其活化，这是一个受Ca2+浓度控制的可逆反应。
DAG结合在质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C。PKC有两个功能区：一是亲水的催化活性中心，另一个是疏水的膜结合区。
DAG通过来拿各种途径钟子期信使作用：一是被DAG激酶磷酸化形成磷脂酸，浸入磷脂酸肌醇代谢途径；二是被DAG脂酶水解成单酰甘油。
（三）G蛋白耦联受体介导离子通道的调控
1、离子通道耦联受体及其信号转导
离子通道耦联受体是由多亚基组成的受体/离子通道复合体，本身既具有信号（配体）结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤，又称配体门离子通道（ligand-gated channel）或递质门离子通道（transmitter-gated channel）。
2、G蛋白耦联受体介导的离子通道及其调控（P242）
3、Gt蛋白耦联的光受体的活化诱发从GMP-门控阳离子通道的关闭。（P243）
第四节酶联受体介导的信号转导
与酶连接的细胞表面受体又称催化性受体（catalytic receptor），一旦被配基活化即具有酶的活性。包括5类：①受体酪氨酸激酶；②受体丝氨酸激酶/ 苏氨酸激酶；③受体酪氨酸磷酸酯酶；④受体鸟苷酸环化酶；⑤酪氨酸蛋白激酶联系的受体。
一、受体酪氨酸激酶(RTKS)及RTK—Ras蛋白信号通路
受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTKs）又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族，包括6个亚族。它的胞外配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素。RTKs主要功能是控制细胞生长、分化。
蛋白激酶的磷酸化级联反应的紧绷步骤：
1、活化的Ras蛋白与Raf的N端结构域结合并使其激活，Raf是丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶（又称MAPKKK），它使靶蛋白上的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化；丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化的蛋白其代谢周转比酪氨酸残基磷酸化的蛋白慢，这有利于使短寿命的Ras-GTP信号事件转变为长寿命的信号事件。
2、活化的Raf结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK，使其丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化导致MAKPKK的活化。
3、MAPKK是一种双重特异的蛋白激酶，它能磷酸化其唯一底物MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使之激活。
4、MAPK在该信号通路蛋白激酶磷酸级联反应中是一种特备中药的主峰，活化的MAPK进入细胞核，可使许多底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化，包括调节细胞周期和特异性蛋白表达的转录因子，从而修饰它们的活性。
RTK—Ras信号通路可概括为如下模式：配体→RTK→接头蛋白→GEF→Ras→Raf (MAPKKK)→MAPKK→MAPK→进入细胞核→其他激酶或基因调控蛋白(转录因子)的磷酸化修饰。
二、细胞表面其他酶联受体
（1）受体丝氨酸/苏氨酸激酶
受体丝氨酸/苏氨酸激酶（receptor serine/threonine kinase）又称TGF-β受体。
（2）受体酪氨酸磷酸酯酶
受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine phosphatase）是一次性跨膜蛋白受体，受体胞内区具有蛋白酪氨酸磷酸酯酶的活性，胞外配体与受体结合激发该酶活性，使特异的胞内蛋白的磷酸酪氨酸残基脱磷酸化，因而在静止的细胞内维持被磷酸化的酪氨酸残基水平很低。
它的作用似乎与RTK相反。
（3）受体鸟苷酸环化酶（receptor guanylatecyclase）
（4）酪氨酸蛋白激酶联系的受体（tyrosine kinase-linked receptor）
三、细胞表面整联蛋白介导的信号转导
整联蛋白（integrin）是细胞表面的跨膜蛋白(异二聚体)，不仅介导细胞附着到胞外基质上，更重要的是提供了一种细胞外环境调控细胞内活性的渠道。整联蛋白与胞外配体相互作用，可产生多种信号。
细胞与胞外基质之间形成的黏着斑（focal adhesions）是复杂的大分子复合体，黏着斑含有成簇的整联蛋白、细胞质蛋白和成束的称作应力丝的肌动蛋白纤维，黏着斑的组装既受信号控制又具有信号转导功能，通过酪氨酸激酶
Src和斑激酶（focal adhesion kinase，FAKe）而实现。
通过黏着斑由整联蛋白介导的信号传递其通路有两条：
1、由细胞表面到细胞核的信号通路。
2、由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路。
第五节信号的整合与控制
一、细胞对信号的整合
细胞的信号传递是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控过程。
（一）细胞对信号反应表现发散性或收敛性特征
对特定胞外信号产生多样性细胞反应的机制通常有3种情况：
1、信号的强度或持续的时间不同从而控制反应的性质。
2、在不同细胞中，因为有不同的转录因子组分，所以即使同样受体而下游通路也是不同的
3、整合信号会聚其他信号通路的输入从而修正细胞对信号的反应。
（二）蛋白激酶的网络整合信息
细胞信号转导最重要的特征之一是构成复杂的信号网络系统（signal network system），它具有高度的非线性特点。
二、细胞对信号的控制
细胞以不同的方式对信号的适应：
1、逐渐降低表面受体的数目，游离受体的减少降低细胞对外界信号的敏感性。
2、快速使受体本身脱敏，从而降低受体和配体的亲和力，降低受体对胞外微量配体的敏感性。
3、受体已被激活的情况下，其下游信号蛋白发生变化，使通路受阻，或者形成的受体-配体复合物不能诱导正常的细胞反应。
总字数：19,361 图：5 表：0 第七章细胞信号转导异常与疾病 第一节细胞信号转导系统概述 一、受体介导的细胞信号转导通路 二、细胞信号转导通路调节靶蛋白活性的主要方式 第二节信号转导异常发生的环节和机制 一、细胞外信号发放异常 二、受体或受体后信号转导异常 第三节与信号转导异常有关的疾病举例 一、胰岛素抵抗性糖尿病 二、肿瘤 三、心肌肥厚和心衰
第七章细胞信号转导异常与疾病 细胞信号转导系统(signal transduction system或cell signaling system)由能接收信号的特定受体、受体后的信号转导通路以及其作用的靶蛋白所组成。细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等作用，它们的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。受体和细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展。细胞信号转导异常可以局限于单一成分（如特定受体）或某一环节，亦可同时或先后累及多个环节甚至多条信号转导途径，造成调节信号转导的网络失衡。对信号转导系统与疾病关系的研究不仅有助于阐明疾病的发生发展机制，还能为新药设计和发展新的治疗方法提供思路和作用靶点。 第一节细胞信号转导系统概述 信号转导过程包括细胞对信号的接受，细胞内信号转导通路的激活和信号在细胞内的传递。激活的信号转导通路对其靶蛋白的表达或活性/功能的调节，如导致如离子通道的开闭、蛋白质可逆磷酸化反应以及基因表达改变等，导致一系列生物效应。 一、受体介导的细胞信号转导通路 细胞的信号包括化学信号和物理信号，物理信号包括射线、紫外线、光信号、电信号、机械信号(摩擦力、压力、牵张力以及血液在血管中流动所产生的切应力等)以及细胞的冷热刺激等。已证明物理信号能激活细胞内的信号转导通路，但是与化学信号相比，目前多数物理信号是如何被细胞接受和启动细胞内信号转导的尚不清楚。 化学信号又被称为配体(ligand)，它们包括：①可溶性的化学分子如激素、神经递质和神经肽、细胞生长因子和细胞因子、局部化学介质如前列腺素、细胞
细胞信号传导通路 1. 信息传导通路的基本组成 人体细胞之间的信息转导可通过相邻细胞的直接接触来实现，但更重要的也是更为普遍的则是通过细胞分泌各种化学物质来调节自身和其他细胞的代谢和功能，因此在人体中，信息传导通路通常是由分泌释放信息物质的特定细胞、信息物质（包含细胞间与细胞内的信息物质和运载体、运输路径等）以及靶细胞 （包含特异受体等）等构成。 信号转导通常包括以下步骤： 释放信息物质→信息物质经扩散或血循 环到达靶细胞→与靶细胞的受体特异性 结合→受体对信号进行转换并启动细胞 内信使系统→靶细胞产生生物学效应 【1】。通过这一系列的过程，生物体对外界刺激作出反应。 3. 信息物质及其分类 信息物质可分为细胞间信息物质与细胞内信息分子。 凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质，即第一信使，按照细胞分泌信息物质的方式又可将细胞间信息物质分为神经递质、内分泌激素、局部化学介质和气体信号分子。在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质，其组成多样化。通常将Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代谢物等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使，能与靶基因特异序列结合，发挥着转录因子或转录调节因子的作用。 研究发现一些信息物质能与位于分泌细胞自身的受体结合而起调节作用，称为自分泌信号。如肝癌细胞能分泌多种血管生成因子，其中VEGF是目前发现的刺激肿瘤血管形成最重要的促进因子，研究表示，肿瘤细胞分泌的VEGF除选择性作用于肿瘤血管内皮细胞上的特异性VEGF受体（Flt-1和KDR），通过酪氨酸激酶介导的信号转导，调控内皮细胞分化和血管形成外，肿瘤细胞自身也有VEGF受体的表达，而且针对VEGF及其受体的干预措施可以改变这些肿瘤细胞的体外增殖活性和其他生物学特征，这些研究表示肿瘤中存在VEGF的自分泌机制【2】。自分泌所产生的信息物质也具有其独特而重要的生理功能。4. 受体分类及与受体相关的信息转导途径 受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，他能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。存在于细胞质膜上的受体称为膜受体，化学本质绝大部分是糖镶嵌蛋白；位于胞液和细胞核中的受体称为胞内受体，它们
第八章细胞信号传递 第一节概述 一、细胞通讯 细胞通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞形影的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。（一）细胞通讯的方式 细胞通讯可概括为3种方式：①细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯；②细胞间接触依赖性的通讯（contact-dependent signaling）；③动物相邻细胞间形成间隙连接（gap junction）以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通。 细胞分泌化学信号的作用方式可分：①内分泌（endocrine）②旁分泌（paracrine）③自分泌（autocrine）④通过化学突触传递神经信号分子（neuronal signaling）。 （二）信号分子与受体 1、信号分子 信号分子（signal molecule）是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号以及物理信号。 2、受体 受体（receptor）是一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子。 根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体（intracellular receptor）和细胞表面受体（cell-surface receptor）。 细胞内受体位图细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子；细胞表面受体主要识别和结合亲水性信号分子。 细胞表面受体分属三大家族：①G蛋白耦联受体（G protein-coupled receptor）；②离子通道耦联受体（ion-channel-coupled receptors，GPCRs）；③酶耦联受体（enzyme-linked receptor）。 受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导（signal transduction）途径将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，引发两种主要的细胞反应：一是细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞功能和代谢；二是影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达。 3、第二信使与分子开关 Sutherland及其合作者在20世纪70年代初提出激素作用的第二信使学说（second messenger theory）：胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使其信号作用终止。 第二信使（second messenger）是指在胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体结合，并在细胞信号转导中行使功能。目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DAG），Ca2+等。 细胞内信号传递蛋白质（开关蛋白）可分为两类：一类是GTPase开关蛋白。结合GTP而活化，结合GDP而失活；另一类开关蛋白的活性由激酶使之磷酸化而开启，由磷酸酶使之去磷酸化而关闭。 二、信号转导系统及其特征 （一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白 通过细胞表面受体接到的信号途径（signaling pathway）有以下4个步骤组成：①不同形式的胞外信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别；②胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白；③信号放大（signal magnification）；④细胞反应由于受体的脱敏（desensitization）或受体下调（down-regulation），启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。 从细胞表面到细胞核的信号途径是由细胞内多种不同的信号的那白组成的信号传递链，这条信号蛋白链负责实现上述4个信号传递的主要步骤，除细胞表面受体之外还包括以下各类蛋白质：①转承担白（rely protein）；②信使蛋白（messenger protein）；③接头蛋白（adaptor protein）；④放大和转导蛋白（amplifier and transducer protein）； ⑤传感蛋白（transducer protein）；⑥分歧蛋白（bifurcation protein）；⑦整合蛋白（integrator protein）；⑧潜在基因调控蛋白（latent gene regulatory protein）。 （二）细胞内信号蛋白的相互作用 细胞内信号蛋白的相互作用是靠蛋白质模式结合域（modular binding domain）所特异性介导的。 （三）信号转导系统的主要特征 信号转导系统除上述具有特异性、放大作用和信号终止或下调特征之外，细胞对信号的整合也是非常重要的特
细胞信号转导 第一套 一、选择题（共10题，每题1分） 1、Ca2+在细胞信号通路中是（） A. 胞外信号分子 C. 第二信使 B. 第一信使 D. 第三信使 2、动员细胞内源性Ca2+释放的第二信使分子是（）。 A. cAMP C. IP3 B. DAG D. cGMP 3、细胞通讯是通过（）进行的。 A. 分泌化学信号分子 C. 间隙连接或胞间连丝 B. 与质膜相结合的信号分子 D. 三种都包括在内 4、Ras蛋白由活化态转变为失活态需要( )的帮助。 A. GTP酶活化蛋白（GAP） C. 生长因子受体结合蛋白2（GRB2） B. 鸟苷酸交换因子（GEF） D. 磷脂酶C-γ(PLCγ) 5、PKC在没有被激活时，游离于细胞质中，一旦被激活就成为膜结合蛋白，这种变化依赖于（）。 A. 磷脂和Ca2+ C. DAG和 Ca2+ B. IP3和 Ca2+ D. DAG和磷脂 6、鸟苷酸交换因子（GEF）的作用是（）。 A. 抑制Ras蛋白 C. 抑制G蛋白 B. 激活Ras蛋白 D. 激活G蛋白 7、cAMP依赖的蛋白激酶是（）。 A. 蛋白激酶G（PKG） C. 蛋白激酶C（PKC） B. 蛋白激酶A（PKA） D. MAPK 8、NO信号分子进行的信号转导通路中的第二信使分子是（）。 A. cAMP C. IP3 B. DAG D. cGMP 9、在下列蛋白激酶中，受第二信使DAG激活的是（）。 A. PKA C. MAPK B. PKC D. 受体酪氨酸激酶 10、在RTK－Ras蛋白信号通路中，磷酸化的（）残基可被细胞内的含有SH2结构域的信号蛋 白所识别并与之结合。 A. Tyr C. Ser B. Thr D. Pro 二、判断题（共10题，每题1分） 11、生成NO的细胞是血管平滑肌细胞。（） 12、上皮生长因子（EGF）受体分子具酪氨酸激酶活性位点。（） 13、Ras蛋白在cAMP信号通路中起着分子开关的作用。（）
第十一章细胞的信号转导 一、名词解释 1、细胞通讯 2、受体 3、第一信使 4、第二信使 5、G 蛋白 6、蛋白激酶A 二、填空题 1、细胞膜表面受体主要有三类即、、和。 2、在细胞的信号转导中，第二信使主要有、、、和。 3、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为，引起血管，从而减轻的负荷和的需氧量。 三、选择题 1、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是( )。 A、载体蛋白 B、通道蛋白 C、受体 D、配体 2、下列不属于第二信使的是（）。 A、cAMP B、cGMP C、DG D、CO 3、下列关于信号分子的描述中，不正确的一项是（）。 A、本身不参与催化反应 B、本身不具有酶的活性 C、能够传递信息 D、可作为酶作用的底物 4、生长因子是细胞内的（）。 A、结构物质 B、能源物质 C、信息分子 D、酶 5、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（）。 A、蛋白激酶A B、糖原合成酶 C、糖原磷酸化酶 D、腺苷酸环化酶 6、（）不是细胞表面受体。 A、离子通道 B、酶连受体 C、G蛋白偶联受体 D、核受体 7、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（）。 A、蛋白激酶C B、蛋白激酶A C、蛋白激酶K D、Ca2+激酶 8、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（）。 A、与GTP结合，与βγ分离 B、与GTP结合，与βγ聚合 C、与GDP结合，与βγ分离 D、与GDP结合，与βγ聚合
9、下面关于受体酪氨酸激酶的说法哪一个是错误的 A、是一种生长因子类受体 B、受体蛋白只有一次跨膜 C、与配体结合后两个受体相互靠近，相互激活 D、具有SH2结构域 10、在与配体结合后直接行使酶功能的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 11、硝酸甘油治疗心脏病的原理在于 A、激活腺苷酸环化酶，生成cAMP B、激活细胞膜上的GC，生成cGMP C、分解生成NO，生成cGMP D、激活PLC，生成DAG 12、霍乱杆菌引起急性腹泻是由于 A、G蛋白持续激活 B、G蛋白不能被激活 C、受体封闭 D、蛋白激酶PKC功能异常 13下面由cAMP激活的酶是 A、PTK B、PKA C、PKC D、PKG 14下列物质是第二信使的是 A、G蛋白 B、NO C、GTP D、PKC 15下面关于钙调蛋白（CaM）的说法错误的是 A、是Ca2+信号系统中起重要作用 B、必须与Ca2+结合才能发挥作用 C、能使蛋白磷酸化 D、CaM激酶是它的靶酶之一16间接激活或抑制细胞膜表面结合的酶或离子通道的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 17重症肌无力是由于 A、G蛋白功能下降
第七章细胞信号转导异常与疾病 一.选择题 (一).A型题 1．下列关于细胞信号转导的叙述哪项是不正确的？ A．不同的信号转导通路之间具有相互联系作用 B．细胞受体分为膜受体和核受体 C．酪氨酸蛋白激酶型受体属于核受体 D．细胞信号转导过程是由细胞内一系列信号转导蛋白的构象、活性或功能变化来实现的E．细胞内信使分子能激活细胞内受体和蛋白激酶 2．下列关于细胞信号转导的叙述哪项是错误的？ A．机体所有生命活动都是在细胞信号转导和调控下进行的 B．细胞通过受体感受胞外信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统的转换而影响生物学功能 C．不溶性信息分子需要与膜表面的特殊受体相结合，才能启动细胞信号转导过程 D．脂溶性信息分子需与胞外或核内受体结合，启动细胞信号转导过程 E．G蛋白介导的细胞信号转导途径中，其配体以生长因子为代表 3．有关G蛋白叙述哪项是不正确的？ A．G蛋白是指与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合的蛋白质家族 B．G蛋白是由αβγ亚单位组成的异三聚体 C．Gα上的GTP被GDP取代,这是G蛋白激活的关键步骤 D．小分子G蛋白只具有G蛋白α亚基的功能 E．G蛋白偶联受体由单一肽链7次穿越细胞膜
4．信号转导通路对靶蛋白调节最重要的方式是 A．通过G蛋白调节B．通过可逆性磷酸化调节C．通过配体调节 D．通过受体数量调节E．通过受体亲和力调节 5．迄今发现的最大受体超家族是 A．GPCR超家族B．细胞因子受体超家族C．酪氨酸蛋白激酶型受体家族 D．离子通道型受体家族E．PSTK型受体家族 6．调节细胞增殖与肥大最主要的途径是 A. DG-蛋白激酶C途径 B. 受体酪氨酸蛋白激酶途径 C. 腺苷酸环化酶途径 D. 非受体酪氨酸蛋白激酶途径 E. 鸟氨酸环化酶途径 7．下列关于PI-3K-PKB通路的叙述错误的是 A．活化的PI-3K产物可激活磷脂酰肌醇依赖性激酶PKD1 B．在胰岛素调节糖代谢中发挥重要作用 C．在PI-3K-PKB通路中有PLCγ的激活 D．可促进细胞存活和抗凋亡 E．可参与调节细胞的变形和运动 8．下列关于信号转导异常原因的叙述哪项是不正确的？ A．通过Toll样受体家族成员激活细胞内信号转导通路，在病原体感染引起的免疫和炎症反应中起重要作用 B．体内某些信号转导成分是致癌物作用的靶点 C．TSHR的失活性突变可造成TSH抵抗征，患者表现为甲状腺功能减退 D．常染色体显性遗传的甲亢患者常常伴有TSHR的失活性突变 E．自身免疫性受体病是由于患者体内产生了抗某种自身受体的抗体所致
第七章细胞信号转导异常与疾病 一、单选题 1.下列哪项不属于典型的膜受体 ( ) A.乙酰胆碱受体 B.异丙肾上腺素受体 C.胰岛素受体 D.γ干扰素受体 E.糖皮质激素受体 2.介导去甲肾上腺素作用的受体属于 ( ) A.离子通道受体 B.G蛋白偶联受体 C.受体酪氨酸蛋白激酶 D.核受体 E.细胞粘附受体 3.核受体本质是配体激活的 ( ) A.丝/苏氨酸蛋白激酶 B.酪氨酸蛋白激酶 C.离子通道受体 D.转录因子 E.效应器 4.信号转导系统对靶蛋白调节的最重要方式是通过 ( ) A.DNA的甲基化 B.蛋白质的糖基化 C.DNA的乙酰化 D.蛋白质可逆的磷酸化 E.蛋白质的磷酸化 5.激素抵抗综合征是由于 ( ) A.激素合成减少 B.激素降解过多 C.靶细胞对激素反应性降低 D.靶细胞对激素反应性过高 E.以上都不是 6.毒性甲状腺肿（Graves病）的主要信号转导异常是 ( ) A.促甲状腺素分泌减少 B.促甲状腺素受体下调或减敏 C.Gs含量减少 D.促甲状腺激素（TSH）受体刺激性抗体的作用 E.TSH受体阻断性抗体的作用 7.霍乱毒素对G蛋白的作用是 ( ) A.促进Gs与受体结合 B.刺激Gs生成 C.使Gs的GTP酶活性增高
D.使Gs的GTP酶活性抑制或丧失 E.抑制Gi与受体结合 8.下列哪项不是激活NF- KB的因素 ( ) A.TNF B.病毒 C.糖皮质激素 D.活性氧 E.内毒素 9.肿瘤中小G蛋白Ras最常见的突变可导致 ( ) A.Ras的表达减少 B.Ras的失活 C.Ras与GDP解离障碍 D.Ras自身的GTP酶活性降低 E.Ras激活ERK通路的能力降低 10.家族性肾性尿崩症发病的关键环节是 ( ) A.腺垂体合成和分泌ADH减少 B.肾髓质病变使肾小管上皮细胞对ADH反应性降低 C.基因突变使ADH受体介导的信号转导障碍 D.基因突变使腺苷酸环化酶含量减少 E.肾小管上皮细胞上的水通道增多 11.肿瘤的细胞信号转导异常有 ( ) A.生长因子分泌过多 B.生长因子受体过度激活 C.Ras持续激活 D.抑制细胞增殖的信号减弱 E.以上都是 12.死亡受体（如I型TNFa受体）介导细胞凋亡主要通过激活 ( ) A.蛋白激酶A（PKA） B.Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶 C.蛋白激酶C（PKC） D.NF-kB E.caspases 二、问答题 1.简述细胞信号转导系统的组成、生理作用及异常的病理意义。 2.试述信号转导通路的异常与肿瘤发生发展的关系。 3.何谓自身免疫性受体病，举例说明受体自身抗体的种类和作用。 4.试述激素抵抗综合征的发生机制。 5.信号转导障碍在疾病发生和发展中起什么作用？ 6.简述糖皮质激素的抗炎机制。 7.试从激素、受体以及信号转导通路调节的靶蛋白这几个不同层次阐述尿崩症的发生机制。 8.简述受体调节的类型和生理病理意义。 9.试述信号转导改变在高血压心肌肥厚发生中的作 用。 10.以LPS的信号转导为例，简述信号转导与炎症启动和放大的关系。
第十一章 细胞信号 众所周知，多细胞生物体由不同种类特化的数以亿计的细胞组成。在这个繁忙而有序的细胞社会里，各种细胞既要明确分工，又要保持相互协调。应该指出，细胞间的这种协调作用从多细胞生物体存在的那一天起就已经存在了。但直到20世纪70年代中期，即人类社会的通讯技术产生多年以后，人们才开始真正意识到生物体内要想保证细胞间的相互影响和协调一致，同样需要有信号的传输或信息的交流，由此产生了细胞通讯（细胞信号）这一概念。进一步的研究发现，细胞通讯与人类社会的通讯有异曲同工之妙：由发射方(各种信号产生细胞)发出信号，接收方(靶细胞)通过特殊的机制识别并接收信号后，做出相关应答(产生各种生理效应)。本章将对这个过程中的细节问题加以详述。 11．1 细胞间信号 11．1．1 细胞间通讯类型 生物体的生长、发育、分化、各种组织器官的形成、组织的维持以及它们各种生理活动的协调，都需要有高精确度、高效率的胞间通讯机制，否则生物体内众多的细胞将对自己的去向感到无所适从。细胞通讯（cell communication ）是指：生物有机体为达到功能上的协调统一而建立的细胞间的信息交流，从而使之成为生命的统一体，以便对多变的外界环境做出综合性的反应。细胞主要通过两种方式完成这种信号传递：细胞间（或细胞与基质间）的直接接触通讯（图11-1-A 、B ）；不依赖于细胞接触的通讯（分泌化学信号）（图11-1-C ）。 图11-1 细胞间的信号分子传递方式 A.结合信号分子的信号传递； B.间隙连接中的信号传递； C.分泌信号分子的信号传递(引自 B.Albert,等) 11．1．1．1 胞间的直接接触 通过胞间的直接接触完成信号传递又可分为两种类型： ⑴膜表面分子接触信号传递 是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程，即细胞识别（cell recognition ）。此类信号传递的特点是信号分子结合在细胞质膜上，通过细胞间的直接接触将信号传递给靶细胞。细胞识别及粘合的工作与此有关。 细胞的识别与粘合无论对于单细胞生
学号：姓名： 第八章细胞信号传导 （课前五分钟火力侦查） 一、填空题（1分/空，共20分） 1．以cAMP为第二信使的信号通路中，G蛋白的效应酶是 AC ，通过催化ATP生成cAMP 激活PKA ，使下游的靶蛋白磷酸化；磷脂酰肌醇双信使信号通路中，G蛋白的效应酶是 PLC ，通过催化磷脂酰肌醇生成IP3 和DAG 两个第二信使，分别激活IP3/Ca2+ 和DAG/PKC 两条途径。 2.NO（一氧化氮）的生成需要一氧化氮合酶的催化。NO生成后，扩散到邻近细胞，通过 活化鸟苷酸环化酶酶来发挥作用。它对血管平滑肌细胞的作用是舒张。 3．介导细胞信号转导的细胞膜表面受体主要有三类: G蛋白耦联受体、离子通道耦联受体和酶联受体。其中 G蛋白耦联受体为7次跨膜蛋白；酶联受体却是单次跨膜蛋白。 配体（如EGF）与受体酪氨酸激酶（RPTK）结合，引起受体构象变化，导致受体二聚化和自磷酸化，激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶的活性。信号蛋白识别磷酸化酪氨酸残基的结构域是 SH2 。 4.粗面型ER对合成的蛋白质进行的糖基化修饰，主要是在糖基转移酶作用下发生在ER腔 面，其方式包括：N- 连接的糖基化，它将寡糖基转移至天冬酰胺上，和O-连接的糖基 化，它将寡糖基转移至丝氨酸或苏氨酸上。 二、选择题（2分/小题，共20分） 1．一个PKA分子可以同时与（D ）个cAMP分子结合。 A.1 B.2 C.3 D.4 2、PKC没有被激活时游离于细胞质中，一旦被激活就成为膜结合蛋白，这种变化依赖于（C）。 A. 磷脂和C a2+ B. IP3和C a2+ C. DG和C a2+ D. DG和磷脂 3、鸟嘌呤核苷酸释放因子的作用是（D ）。 A. 抑制R as B. 激活R as C. 抑制G蛋白 D. 激活G蛋白 4、由细胞外信号转换成细胞内信使，从而使细胞对外界信号做出相应的反应，这是通过下列哪种机制完成的？（A ） A.信号转导 B.cAMP C.第二信使 D.信号分子 5、GTP酶激活蛋白（GAP）的作用是（ D ）。 A.激活Ras B.激活G蛋白 C.激活Ra b D.抑制G蛋白 6、在cAMP介导的第二信使途径中，关于GTP作用的表述中错误的是（ C ）。 A.它与G蛋白的α亚基结合 B.GTP的水解能促进AC的催化活性 C.它的结合能引起G蛋白的解离 D.它的效应会被G蛋白的GTPase活性所终止 7、由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号转导中，不能作为G蛋白效应器（酶）的有（ B ）。 A.腺苷酸环化酶 B.磷酸酶C C.离子通道 D.cGMP磷酸二酯酶 8、下列通讯系统中，受体可以进行自我磷酸化的是（ B ）。 A.鸟苷酸环化酶系统 B.酪氨酸蛋白激酶系统 C.腺苷酸环化酶系统 D.肌醇磷脂系统 9、具有GTPase活性的蛋白有（ D ）。 A.Src 蛋白 B.Smac蛋白 C. Raf蛋白 D.Ras蛋白 10、不参与细胞内钙波传递有关的因素有（ D ） A.IP3 B. Ca2+-ATPase C. Ca2+-Channal D.L-Tube
第八章细胞信号转导 名词解释 1、蛋白激酶protein kinase 将磷酸基团转移到其他蛋白质上的酶，通常对其他蛋白质的活性具有调节作用。 2、蛋白激酶C protein kinase C 一类多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，可磷酸化多种不同的蛋白质底物。 3、第二信使second messenger 第一信使分子（激素或其他配体）与细胞表面受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质，如cAMP，IP3，钙离子等，有助于信号向胞内进行传递。 4、分子开关molecular switch 细胞信号转导过程中，通过结合GTP与水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。 5、磷脂酶C phospholipid C 催化PIP2分解产生1,4,5-肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油(DAG)两个第二信使分子。 6、门控通道gated channel 一种离子通道，通过构象改变使溶液中的离子通过或阻止通过。依据引发构象改变的机制的不同，门控通道包括电位门通道和配体门通道两类。 7、神经递质neurotransmitter 突触前端释放的一种化学物质，与突触后靶细胞结合，并改变靶细胞的膜电位。 8、神经生长因子nerves growth factor，NGF 神经元存活所必需的细胞因子 9、受体receptor 任何能与特定信号分子结合的膜蛋白分子，通常导致细胞摄取反应或细胞信号转导。10、受体介导的胞吞作用receptor mediated endocytosis 通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的途径。被转运的大分子物质与细胞表面互补性的受体结合，形成受体-配体复合物并引发细胞质膜局部内化作用，然后小窝脱离质膜形成有被小泡而将物质吞入细胞内。 11、受体酪氨酸激酶receptor tyrosine kinase，RTK 能将自身或胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体。主要参与细胞生长和分化的调控。 12、调节型分泌regulated secretion 细胞中已合成的分泌物质先储存在细胞质周边的分泌泡中，在受到适宜的信号刺激后，才与质膜融合将内容物分泌到细胞表面。 13、细胞通讯cell communication 信号细胞发出的信息传递到靶细胞并与受体相互作用，引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。 14、细胞信号传递cell signaling 通过信号分子与受体的相互作用，将外界信号经细胞质膜传递到细胞内部，通常传递至细胞核，并引发特异性生物学效应的过程。 15、信号转导signal transduction 细胞将外部信号转变为自身应答反应的过程。 16、组成型分泌constitutivesecretion
第七章细胞信号转导 一、英译中(Translate) 1.primary messenger（） 2.calcium homeostasis（） 3. cell surface receptor（） 4. protein kinase,PK（） 5. ion-channel-linded receptor（） 6. adenylyte cyclase（） 7. diacylglycerol,DAG（） 8. calcium-dependent protein kinase,CDPK（） 9. heterotrimeric GTP binding protein（） 10.cross talk（） 11.extracellular domain（） 12.amplitude modulation（） 二、中译英(Translate) 1、细胞信号转导（） 2、配体（） 3、钙调素（） 4、GTP结合蛋白（） 5、第二信使（） 6、G蛋白连接受体() 7、三磷酸肌醇（）
8、蛋白磷酸酶（） 9、类受体蛋白激酶（） 10、级联（） 11、受体酪氨酸激酶（） 12、跨膜 螺旋（） 13、胞内蛋白激酶催化结构域（） 14、调敏机制（） 三、名词解释(Explain the glossary) 1、细胞信号转导 2、受体 3. calmodulin 4. signal transduction 四、是非题（对的打“√”，错的打“×”）(True or false) 1、土壤干旱时，植物根尖合成ABA引起保卫细胞内的胞质钙 离子等一系列信号转导，其中ABA是第二信使。（） 2、植物细胞中不具有G蛋白连接受体。（） 3、G蛋白具有放大信号作用。（） 4、受刺激后胞质的钙离子浓度会出现短暂的、明显的下降.（） 5、少数植物具有双信使系统。（） 6、钙调素是一种不耐热的球蛋白。（） 7、蛋白质的可逆磷酸化是生物体内一种普遍的翻译后修饰方 式。（） 8、植物细胞壁中的CaM促进细胞增殖、花粉管萌发和细胞长 壁。（） 五、选择题（Choose the best answer for each question）
第八章细胞信号转导 一、填空题 1.生物体内的化学信号分子一般可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两类。 2.受体多为糖蛋白，一般至少包括两个功能区域，一是＿＿＿＿，二是＿＿＿＿。 3.列举细胞内的第二信使＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。 4.一般将胞外的信号分子称为＿＿＿＿，将细胞内最早产生的信号分子称为＿＿＿＿。 5.介导跨膜信号转导的细胞表面受体可以分为＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿3类。 6.由G-蛋白耦联型受体所介导的细胞信号通路主要包括＿＿＿＿和＿＿＿＿。 7.磷脂酰肌醇信使系统，由分解PIP2产生的两个第二信使是＿＿＿＿和＿＿＿＿。 8.cAMP信号通路的效应酶是＿＿＿＿，磷脂酰肌醇信号通路的效应酶是＿＿＿＿。 9.与酶连接的催化性受体至少包括5类：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿ ＿＿＿。 10.Ras蛋自在RTKs介导的信号通路中起着关键作用，具有＿＿＿＿活性，当结合＿＿＿＿ 时为活化状态，当结合＿＿＿＿时为失活状态。GAP增强Ras的＿＿＿＿。 11.细胞通讯的方式有：————、————、————。 12.细胞表面受体的三大家族：————、————、————。 13.酶联受体包括————、————、————、————、————。 14.硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为在体内能转化为————引起血管————。 15.确定蛋白质寿命的信号通常存在于、————，若为含有不稳定氨基酸的蛋白，则该蛋 白通过————降解。 16.表皮生长因子（EGF）的跨膜信号转导是通过————方式实现的。 17.细胞信号分子根据其溶解性通常可分为————和————两类。 18.表皮生长因子（EGF）受体的下游信号传递分子是___。 19.酶连受体都是___次跨膜结构的。 20.只有一个单体分子起作用的是___。 21.细胞间的识别依赖于___。 22.微丝踏车运动发生在正端的聚合速率___负端的解聚速率。 23.受体的跨膜区通常是___结构。 24.酶偶连受体的下游一般是————、————。 25.在各种通讯系统中，受体可进行自身磷酸化的是————。 26.NO的生成需要————的催化，NO生成后，扩散到邻近细胞，通过活化————酶 来发挥作用。 27.甾类激素的受体存在于———。每个受体一般都有———结构域。甾类激素诱导的基 因活化分为两个阶段：———和———。 28.动物细胞间通讯连接的主要方式是———，植物细胞通讯连接方式是通过———。 29.胞内受体一般有三个结构域：——————，——————，——————。 30.细胞通讯中有两个概念：信号传导和信号转导，前者强调——————，后者强调—— ————。 31.IP3是水溶性的小分子，可与内质网膜上的——————结合，启动——————， 向细胞质中释放Ca2+ 。 32.动员细胞内储存的Ca2+释放的第二信使是——————。 33.cGMP是一种第二信使，它作用于——————，实质失活。 二、选择题 1. 下列哪项不是细胞分泌化学信号进行通讯的方式： A．内分泌 B．旁分泌 C．间隙连接 D．化学突触 2. 有关信号分子与受体的作用，下列说法错误的是： A．亲水性信号分子与细胞表面受体结合后，可在细胞内产生第二信使引起细胞的应答 B．受体与信号分子空间结构的互补性是两者特异性结合的主要因素 C．不同的信号分子可与细胞受体结合，产生的生理效应一定是不同的
细 胞 信 号 传 导 学院：园艺学院 专业：设施园艺专业 姓名：元晓房 学号：20112433
细胞通讯的研究进展 细胞是生物有机体结构和功能的基本单位，无论是单细胞生物还是多细胞生物都是由细胞构成的。细胞间通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应[1]。细胞间通讯不仅对于单细胞生物群体的社会性的维持,而且对于多细胞生物的分化和发育以及相应生理状态的呈现和改变都存在着深远的影响[2,3]。依据参与细胞间通讯的细胞的类型,细胞间通讯可分为三类:真核细胞和真核细胞之间的通讯,原核细胞和原核细胞之间的交流,真核细胞和原核细胞之间的相互作用[3,4,5]。应该说，正是由于在漫长的进化过程中细胞间通讯方式的不断变化并趋于多样和精巧，才使得细胞与细胞之间 形成了丰富的信息交流形式和复杂的信号传导网络，从而使原核生物和真核生物能够更好的生存和繁衍。 1 真核细胞与真核细胞之间的通讯 所有的动物和植物都是真核生物，大多数动物和植物还是多细胞生物，因此真核细胞间的相互作用直接影响着动物和植物的生长和发育。真核细胞间的相互作用不仅在方式上花样繁多而且各条信号通路相互之间往往形成网络从而使真核细胞之间的通讯变得丰富和精巧。植物细胞间的胞间连丝，动物体内相邻细胞间的膜表面黏附分子的直接接触，特征性的间隙连接以及高等动物体内的神经突触，激素调节等都是非常重要但相对研究的比较成熟的细胞间信息交流方式[1,2]。因此，本部分将不再对它们作详细介绍，而主要集中于当前研究中非常热门但相对不是非常为人熟知的真核细胞间的通讯方式----细胞通道（intercellular channel）。细胞通道不仅对于细胞间的交流同时对于多细胞有机体的发育和形态建成都是必要的[5]。 胞间连丝（plasmodesmata）和小管（nanotubular）分别是植物细胞和动物细胞的细胞间通道，两者的共同点是它们都是由肌动蛋白组成的细胞骨架支持并排除微管的参与[4]。植物细胞间的胞间连丝是相邻的植物细胞之间大分子物质的运输通道[2]。借助胞间连丝植物细胞的细胞质可以直接进行交流，从而使植物细胞间形成超细胞的整体性结构，因此胞间连丝曾被认为是植物细胞特有的细胞质直接联系的细胞间通讯方式[5]。然而借助3D动态显微镜（3D live microscopy），Gerdes 和他的同伴在体外培养的PC12 细胞中观察到高度精巧和动态的细胞间通道，通道建立在两个细胞之间，依赖于肌动蛋白，主要协助在细胞间选择性地转运胞内体来源的小泡，可以观察到以肌球蛋白驱动的胞内体小泡从通道小管的一侧进入从另一侧游出[6]。Frantisˇek Balusˇka 等人的研究表明动物细胞之间形成的这种小管富含肌动蛋白但是缺乏微管，因此又被称作隧道小管（tunnelling nanotubes），简写为TNTs[5]。这一发现使人们认识到，在动物细胞之间也可能形成类似植物细胞的胞间连丝的结构，从而使动物细胞的细胞质也能够实现直接的交流。研究还发现肌动蛋白的多聚化与TNTs的形成直接相关[6]，而另一方面，动物细胞的膜表面能经常性的形成一些以肌动蛋白为动力的特征性突出，包括microspikes , microvilli , stereocilia and filopodia[7]。而在海胆原肠胚形成过程中丝状伪足能够快速的伸出和缩回[8]。病理的黑色素细胞表面伸出的丝状伪足中含有分泌物质,
第七章细胞信号转导异常与疾病 【参考答案】 一、单选题 1.E 2. B 3. D 4. D 5. C 6. D 7. D 8. C 9.D 10.C 11. E 12.E 二、问答题 1. 细胞信号转导系统由受体或能接受信号的其他成分（如离子通道和细胞粘附分子）以及细胞内的信号转导通路组成。受体接受细胞信号后，能激活细胞内的信号转导通路，通过对靶蛋白的作用，调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等。不同的信号转导通路间具有相互联系和作用，形成复杂的网络。信号转导的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。 2. 肿瘤细胞信号转导的改变是多成分、多环节的。肿瘤早期的信号转导异常与肿瘤细胞的高增殖、低分化、凋亡减弱有关。而晚期则是控制细胞粘附和运动性的信号转导异常，导致肿瘤细胞具有转移性。其中可引发肿瘤过度增殖的信号转导异常为：①促细胞增殖的信号转导通路过强，如自分泌或旁分泌的生长因子产生增多、某些生长因子受体过度表达或受体组成型激活、细胞内的信号转导成分如小G蛋白Ras的突变导致Ras自身GTP酶活性下降等； ②抑制细胞增殖的信号转导过弱等，如TGF 信号转导障碍，结果导致肿瘤增殖失控。 3. 自身免疫性受体病是由于患者体内产生了抗某种受体的自身抗体所致。 抗受体抗体分为刺激型和阻断型。刺激型抗体可模拟信号分子或配体的作用，激活特定的信号转导通路，使靶细胞功能亢进。如刺激性促甲状腺激素（TSH）受体抗体与甲状腺滤泡细胞膜上的TSH受体结合后，能模拟TSH的作用，导致甲状腺素持续升高从而引起自身免疫性甲状腺功能亢进（Graves病）。 阻断型抗体与受体结合后，可阻断受体与配体的结合，从而阻断受体介导的信号转导通路和效应，导致靶细胞功能低下。如阻断型TSH受体抗体能阻断TSH对甲状腺的兴奋作用，导致甲状腺功能减退（桥本病）。在重症肌无力患者体内也发现有阻断性的抗N型乙酰胆碱受体(nAChR)的抗体。 4. 激素抵抗综合征是指因靶细胞对激素的反应性降低或丧失而引起的一系列病理变化，临床出现相应激素的作用减弱的症状和体征。其发生机制比较复杂，可由于受体数量减少、受体功能缺陷、受体阻断型抗体的作用或受体后信号转导蛋白的缺陷（如失活性突变等），使靶细胞对相应激素的敏感性降低或丧失。属于这类疾病的有雄激素抵抗征，胰岛素抵抗性糖尿病等。 5．细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生，如基因突变所致的LDL受体质和量的改变能引起家族性高胆固醇血症；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展，如高血压导致的信号转导异常与高血压心肌肥厚的发生有关。某些信号转导
细胞信号转导与疾病 一、基本要求 1．掌握细胞信号转导得概念 2．熟悉细胞信号转导不同环节得异常与疾病得关系 3．了解细胞信号转导异常性疾病防治得病理生理基础 二、知识点纲要 (一)细胞信号转导得概念 指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子得刺激,经细胞内信号转导系统转换,从而影响细胞生物学功能得过程。水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性)必须首先与胞膜受体结合,启动细胞内信号转导得级联反应,将细胞外得信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内,与胞浆或核内受体结合,通过改变靶基因得转录活性，诱发细胞特定得应答反应。(二）细胞信号转导得主要途径 1。G蛋白介导得信号转导途径G蛋白可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合．由α、β与γ亚基组成得异三聚体在膜受体与效应器之间起中介作用。小Ｇ蛋白只具有Ｇ蛋白α亚基得功能,参与细胞内信号转导。信息分子与受体结合后，激活不同G蛋白,有以下几种途经:（1）腺苷酸环化酶途径通过激活Ｇ蛋白不同亚型,增加或抑制腺苷酸环化酶(ＡC)活性，调节细胞内cAMP浓度。cAMP可激活蛋白激酶Ａ（PKＡ）,引起多种靶蛋白磷酸化，调节细胞功能.（2) 磷脂酶途径激活细胞膜上磷脂酶C(ＰLＣ),催化质膜磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)水解,生成三磷酸肌醇(IP3）与甘油二酯(DG）。IP3促进肌浆网或内质网储存得Ca２＋释放。Ｃａ2+可作为第二信使启动多种细胞反应。Ca2＋与钙调蛋白结合,激活Cａ2+／钙调蛋白依赖性蛋白激酶或磷酸酯酶,产生多种生物学效应。DG与Ca２+能协调活化蛋白激酶C(PKC）。 2。受体酪氨酸蛋白激酶(RTPＫ)信号转导途径受体酪氨酸蛋白激酶超家族得共同特征就是受体本身具有酪氨酸蛋白激酶（ＴＰK）得活性,配体主要为生长因子。ＲTＰK途径与细胞增殖肥大与肿瘤得发生关系密切。配体与受体胞外区结合后,受体发生二聚化后自身具备(TPK)活性并催化胞内区酪氨酸残基自身磷酸化。RTPK得下游信号转导通过多种丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶得级联激活：(1)激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPＫ）,(2)激活蛋白激酶C （ＰKＣ),(3)激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K）,从而引发相应得生物学效应。 ３．非受体酪氨酸蛋白激酶途径此途径得共同特征就是受体本身不具有TPK活性，配体主要就是激素与细胞因子。其调节机制差别很大．如配体与受体结合使受体二聚化后,可通过G蛋白介导激活PLＣ—β或与胞浆内磷酸化得ＴPK结合激活PＬC—γ,进而引发细胞信号转导级联反应. 4。受体鸟苷酸环化酶信号转导途径一氧化氮(NO）与一氧化碳(CO）可激活鸟苷酸环化酶(GＣ),增加cGMP生成,cＧＭＰ激活蛋白激酶G（ＰKＧ),磷酸化靶蛋白发挥生物学作用。 5.核受体信号转导途径细胞内受体分布于胞浆或核内,本质上都就是配体调控得转录因子，均在核内启动信号转导并影响基因转录，统称核受体。核受体按其结构与功能分为类固醇激素受体家族与甲状腺素受体家族。类固醇激素受体(雌激素受体除外)位于胞浆，与热休克蛋白(HＳP)结合存在，处于非活化状态。配体与受体得结合使ＨSP与受体解离,暴露DNA结合区.激活得受体二聚化并移入核内,与DNA上得激素反应元件(ＨRＥ)相结合或其她转录因子相互作用,增强或抑制基因得转录.甲状腺素类受体位于核内，不与ＨSP结合，配体与受体结合后,激活受体并以HRＥ调节基因转录． (三）细胞信号转导异常与疾病 1。信息分子异常指细胞信息分子过量或不足。如胰岛素生成减少,体内产生抗胰岛素抗体或胰岛素拮抗因子等,均可导致胰岛素得相对或绝对不足,引起高血糖． 2.受体信号转导异常指受体得数量、结构或调节功能改变,使其不能正确介导信息分子