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信号转导 (2)优秀课件

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信号转导教学课件ppt

信号转导教学课件ppt

G蛋白偶联受体信号转导的通路
01
GPCR与配体结合后，引起G蛋白的活化，释放出GDP并替换为GTP，进而引起 下游效应分子的激活。
02
G蛋白可激活多种效应分子，如AC、PLC等，进而产生第二信使分子，如cAMP 和DAG，进一步调节细胞的生物学效应。
03
GPCR信号转导通路还包括抑制性通路和非抑制性通路，抑制性通路通过降低细 胞内cAMP水平来抑制细胞活动，而非抑制性通路则通过激活PLC并产生DAG和 IP3来促进细胞活动。
分类
根据结构和功能，细胞因子可分为白细胞介素(IL)、干扰素 (IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)等。
细胞因子受体的结构与功能
结构
细胞因子受体是一类跨膜蛋白，由胞内区和胞外区组成，胞内区具有酪氨酸 激酶活性。
功能
细胞因子受体通过与相应配体结合，传递信号至细胞内，触发一系列生物学 反应，如增殖、分化、凋亡等。
磷酸化
激活的受体通过磷酸化修饰，进一 步激活下游信号分子。
酶联型受体信号转导的通路
MAPK通路
酶联型受体激活后，通过MAPK通路传递信号，引发细胞反应。
JAK-STAT通路
酶联型受体激活后，通过JAK-STAT通路传递信号，调节细胞增殖和分化。
04
细胞因子信号转导
细胞因子的定义与分类
定义
细胞因子是由免疫细胞和非免疫细胞产生的一类小分子可溶 性蛋白，具有调节免疫应答和炎症反应等多种生物学功能。
信号转导与药物研发
了解信号转导的机制有助于开发新的药物，针对异常的信号转导过程进行干预和 治疗。
06
信号转导研究方法
基因敲除与敲入技术
基因敲除技术
利用同源重组或转座子等技术，将特定基因从染色质中剔除 ，以研究基因功能。

第十二章细胞信号转导ppt课件

第十二章细胞信号转导ppt课件
➢ 激素(hormone)：内分泌细胞分泌 特点：低浓度、长距离、长时效、全身性
➢ 神经递质：神经突触释放 特点：短距离、短时间
➢ 局部介质：各种细胞 旁分泌(paracrine)或自分泌(autocrine) 的生长因子、细胞因子、NO 特点：短距离、长时效
细胞内信号分子：传导方式
a. 2 b. 5 c. 4 d. 3
9、生长因子是细胞内的(
)。
a. 营养物质
b. 能源物质
c. 结构物质
d. 信息分子
比较题
1、酪氨酸蛋白激酶和丝氨酸／苏氨酸蛋白激 酶
2、磷脂酶C和蛋白激酶C
cAMP作用的靶分子
cAMP-PKA通路调节基因转录
cAMP信号传递模型
钙信号的消除
两种鸟 苷酸环 化酶： mGC、
(3)丝\苏氨酸激酶
通过变构而激活蛋白，催化底物蛋白丝\苏氨酸残 基磷酸化。 包括：蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、PKB、PKC、 PKG、CaMK和丝裂原激的蛋白激酶(mitogenactivated protein kianse, MAPK)、Raf-1等均属此类。
信号转导与信号传导(cell signalling)
➢ 信号转导强调信号的转换, 胞外信号转换为胞内信 号，包括即信号的识别与转换。
➢ 信号传导强调信号的传递，包括信号的产生、分泌 与传递
细胞通讯(cell communication)：
细胞与细胞之间的信息交流
细胞通讯的几种方式
1.信号分子 2.细胞接触 或连接 3.细胞外基质
A 与配体有高度亲和力和特异性 B 受体与配体的结合有可逆性 C 受体与配体的结合有一定的数量限度 （饱 和性） D 立体构型决定受体的特异性 E 磷酸化与去磷酸化调节受体的活性

《信号转导》PPT课件 (2)

《信号转导》PPT课件 (2)
28
么么么么方面
❖ Sds绝对是假的
(1). 受体酪氨酸蛋白激酶途径
EGF、PDGF等生长因子
结合生长因子后，受体TPK 二 聚化 导致自身磷酸化
TPK激活
PLC
催化底物蛋白的酪 氨酸磷酸化
PKC/MAPK
（与细胞增殖肥大、 肿瘤的发生有关）
靶蛋白磷酸化激活
30
(2).非受体酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
是一种神经肌肉间传递功能障碍的自身免疫
（ 病，主要特征为受累横纹肌稍行活动后即迅速 二 疲乏无力，经休息后肌力有程度不同的恢复。
47
（二）.自身免疫性受体病
定义：
因体内产生针对自身受体的抗体而引起的疾病。 抗受体的抗体有两类：
阻断型：它与受体结合后，可阻断受体与配体的结合，从而
阻断受体的信号转导通路和效应，导致靶细胞功能下降。
刺激型：它与受体结合后，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。
48
1.重症肌无力
38
信号转导异常的原因
1.基因突变： 信号转导蛋白数量改变 信号转导蛋白功能改变
2.免疫功能异常 机体免疫功能紊乱导致抗信号转导蛋白的抗体干 扰正常的信号转导过程
3.继发性异常：内环境紊乱 pH、离子浓度、细胞内某些成分（如ATP）明显 变化
39
信号转导异常的发生环节
1.配体异常： 过少或过多 可影响其受体及受体后信号转导通路中蛋白数量
17
G 蛋白偶联受体的结构（400-600个氨基酸残基组成的多肽） G-protein-coupled receptors (GPCR)
与配体结合
Extracellular
-NH2

信号转导教学课件ppt

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信号转导与疾病
许多疾病的发生与信号转导异常有关，如肿瘤、自身免疫 性疾病、神经退行性疾病等。
针对信号转导途径的治疗策略已成为许多药物研发的重要 方向，包括抑制剂、激动剂、拮抗剂等。
02
信号转导基本元件
细胞膜受体
定义
01
细胞膜受体是指能够接受外界信号分子，并将其转化为细胞内
信号分子的跨膜蛋白。
种类
肿瘤细胞信号转导与血管生成和侵袭
1 2
肿瘤细胞血管生成与信号转导
详细阐述肿瘤细胞通过哪些信号转导通路促进 血管生成以及血管生成的信号转导机制。
肿瘤细胞侵袭与信号转导
介绍与肿瘤细胞侵袭相关的信号转导通路，如 基质金属蛋白酶（MMPs）及其抑制剂等。
3
肿瘤细胞的转移与信号转导
阐述肿瘤细胞转移过程中涉及的信号转导通路 及机制，包括转移前后的变化及转移过程中的 关键分子作用。
PLC通路的生物学功 能
PLC通路主要参与调节细胞增殖、分 化、凋亡等生物学过程，并在多种疾 病中发挥重要作用。
要点三
PLC通路与其他信号 通路的交叉互动
PLC通路与其他信号通路如MAPK、 PI3K等存在交叉互动，共同调节细胞 生理功能。
04
信号转导与免疫
固有免疫
01
固有免疫应答
是生物体在长期进化过程中形成的、对多种病原体具有防御作用的天
02
细胞膜受体可分为离子通道型受体、G蛋白偶联型受体和酶偶
联型受体等。
功能
03
细胞膜受体在感知外部环境刺激、调节细胞反应和通讯方面起
着重要作用。
G蛋白
定义
G蛋白是指与细胞膜受体结合并被激活的一类蛋 白，其在信号转导中起着关键作用。

信号转导 PPT课件

信号转导 PPT课件

乙酰胆碱受体离子通道 1
A
Ac Ch
h
乙酰胆碱受体 离子通道 2
Closed
Open
Binding of ACh to receptor cause conformational change. As M2 helices twist slightly, the Leu residues (yellow) rotate away from the channel and are replaced by smaller polar residues (blue). This gating mechanism opens the channel, allowing the passage of Ca, Na, or K
Why Ion Channels: asymmetric ion-distribution
Ion Conc. in Mammalian Cells and Serum (mM）
Ion K+ Na+ ClHCO3protein charges
Cytoplasm 140 12 4 12
138
Blood Serum 4
信号转导 PPT课件
细胞信号转导网络的简单模式
（信号输入）
（信号输出）
植物的生长发 育是在环境因 子的影响下正 确进行时空表 达的过程
Important roles of biosignaling
➢ Functional integration of distant organs, tissues and cells requires communication;
细胞凋亡 细胞接受到“死亡信号”，不一定就会死亡 若同时也接受到“生存信号”，就可继续存活

植物生理学—信号转导2

植物生理学—信号转导2

2 肌醇磷脂信号系统
• 关于肌醇磷脂信号系统动物细胞中研究较多， 植物细胞目前也有发现，但机制还不太清楚。 肌醇磷脂包括三种：即 磷脂酰肌醇（PI） 磷脂酰肌醇-4-磷酸（PIP） 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）
1.双信号系统
• 以肌醇磷脂代谢为基础的细胞信号系统，是在胞外信号为 膜受体接受后，以G蛋白为中介，由质膜中磷脂酶C（PLC） 水解PIP2产生产生肌醇-1,4,5-三磷酸（IP3）和二酯酰甘 油（DAG）两种胞内信号，因此又称双信号系统，分别形 成两个信号传递途径。 • 感受器（受体）→转换器（G-Pr）→效应器（PLC）
（4）抑制第二信使感知系统的运行，必定会抑制细胞对外界 刺激的生理反应。
细胞中游离Ca2+的分布与转移
（1）细胞中Ca2+的分布
• 细胞中Ca2+有两种存在状态：结合态和自由离子态（Ca2+）， 其中起感受作用的是游离Ca2+。
• 植物细胞在为受到刺激（静息态）时，细胞质液中Ca2+水平非 常低10-7～10-6mol·L-1，胞外较高10-3mol·L-1，细胞壁是最 大的钙库，1～5mmol·L-1，细胞器如线粒体、叶绿体、微体、 液泡、内质网（ER）中也Ca2+浓度可以达到胞质的几百倍到几 千倍。 因此，将细胞壁、液泡、ER等细胞器称为钙库。 • 这样，在细胞质中与钙库之间存在一个的Ca2+浓度梯度。
• 调幅机制：通过调节Ca2+浓度来调节靶酶反应，仅 用于调节短时间快速反应，胞内Ca2+浓度改变迅速 同时又不允许Ca2+大量长时间存在；
• 调敏机制：在胞内Ca2+浓度不变的情况下，调节CaM 或靶酶对Ca2+水平的敏感程度（比如减少结合Ca2+ 的需求数目）。如CaM或E浓度的变化，或对其进行 修饰改变对钙的亲和力。 • 大多数情况下这两种机制并非截然分开。

信号转导_PPT幻灯片

如立早基因(immediate-early gene)的编码蛋 白质 。
3.细胞间通讯的类型
细胞通讯（cellular communication）: 指 多细胞生物细胞与细胞之间的识别、联络及相互 作用过程，这个过程是通过各种信号分子的作用 而实现的。
（1）间隙连接通讯（gap j的物质基础 ➢ G蛋白偶联受体介导的信号转导 ➢ 酶偶联受体介导的信号转导 ➢ 细胞内受体介导的信号转导 ➢ 信号转导过程的基本规律 ➢ 信号转导研究在医学中的意义
一、细胞信号转导的物质基础
（一）信号分子 （二）受体 （三）G蛋白 （四）蛋白激酶与蛋白磷酸酶 （五）蛋白质相互作用结构域
（一）信号分子（signal molecule）
生物细胞所接受的信号既可以是物理信号（光、 热、电流），也可以是化学信号，但在有机体间和细 胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。
根据其作用方式可分为细胞间通讯的信号分子和细 胞内通讯的信号分子。
1. 细胞间信号分子(extracellular signal molecules)
❖ 信号转导 ❖ 细胞周期调控
信号转导 signal transduction
生物体的生长发育主要受遗传信息及环境变化信息的 调节控制。
单细胞生物与外环境直接交换信息。 多细胞生物依赖细胞间的信号传递（转导）而使之联
系成为整体。 细胞间的信号转导形成细胞间的信息流，是生命现象
的基本特征之一。 细胞信号转导异常将会导致疾病的发生。
➢ 细胞因子可以旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用。 ➢ 一般具有调节细胞生长、分化成熟、调节免疫应答、参与
炎症反应、促进伤口愈合和参与肿瘤消长等功能。 ➢ 根据功能分类：白细胞介素（interleumine，IL）、干扰

第五讲 细胞的信号转导(2)

生理学第二章第五）三、酶耦联型受体介导的信号转导●酶耦联受体具有和G蛋白耦联受体完全不同的分子结构和特性;●每个受体分子只有一次穿膜；●受体分子的胞质侧自身具有酶活性，或者可直接结合并激活胞质中的酶而不需要G蛋白;●其中较重要的有酪氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体。

●膜外部分识别相应配体●跨膜α-螺旋●膜内肽段具有酪氨酸激酶活性（一）酪氨酸激酶受体（tyrosine kinase receptor, TKR）TKR信号通路概览胰岛素、表皮生长因子、血小板源生长因子等酪氨酸激酶受体细胞外部分受体分子胞质侧部分酪氨酸激酶的活化细胞核内基因表达的改变细胞的代谢、生长、增殖、分化、存活等（二）鸟苷酸环化酶受体（guanylyl cyclase receptor）●只有一个跨膜 螺旋，N端有配体的结合位点，位于膜外侧；C端有GC的结构域，位于膜内侧内。

●配体和受体的结合GC cGMP PKG 通过底物酶的磷酸化实现信号转导。

●心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide,ANP)和脑钠尿肽（brain natriuretic peptide,BNP）、NO都是GC受体的配体。

四、招募型受体介导的信号转导☐招募型受体（recruitment receptor)也是单个的跨膜受体，受体的胞内域没有任何酶的活性，但可在胞质侧招募激酶或转接蛋白（adaptor protein），激活下游不涉及经典第二信使的信号转导通路，主要调控造血细胞和免疫细胞的功能。

五、核受体介导的信号转导☐核受体（nuclear receptor）包括类固醇激素受体、VitD3受体、甲状腺素受体和维甲酸受体。

细胞跨膜和胞内的信号转导是目前生命科学研究的热点，每条通路上都存在精细的调节，各通路之间也存在复杂的相互联系和相互作用，形成一个错综复杂的信号网络。

突触可塑性的信号转导机制。

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3．局部化学介质：
局部化学介质又称为旁分泌信号，指由细胞分 泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞， 调节细胞的生理功能。 体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸 （AA）、生长因子等。
4. 气体信号：
NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸的胍基而 产生NO ； 血红素单加氧酶氧化血红素产生CO 。
受体的功能有三个方面： ① 识别与结合； ② 信号转导； ③ 产生相应的生物学效应。
一、受体的分类、结构与功能
（一）膜受体
这类受体是细胞膜上的结构成分，一般是糖蛋 白、脂蛋白或糖脂蛋白。 多肽及蛋白质类激素、儿茶酚胺类激素、前列 腺素以及细胞因子通过这类受体进行跨膜信号 传递。 当配体与受体结合后，往往引起细胞膜结构和 功能的改变，导致细胞内某种化学物质的浓度 改变，由此触发一系列的化学和生理变化。
信号转导 (2)优秀课件
对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组织 细胞之间得功能活动，需要对各组织细胞的物 质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境 变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来 传递信息，从而调控机体活动。 细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组 成的信息传递链来完成的。
细胞信息传递方式
（IRS1/2）； ➢ 各种蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶等。
3. 第三信使：
负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信 使(third messenger) ，又称为DNA结合蛋 白。 第三信使是一类可与靶基因特异序列结合的核 蛋白，能调节基因的转录。如立早基因 (immediate-early gene)的编码蛋白质 。
受体的跨膜区由7个螺旋结构组成；多肽链的N端位于细胞外区，而C-端位于细胞内区；在第五 及第六跨膜螺旋结构之间的细胞内环部分（第 三内环区），是与G蛋白偶联的区域。
其中，GABAAR及甘氨酸受体对Cl -、HCO3-离 子的通透性具有选择性，5-HTR对Na+、K+离 子的通透性具有选择性，N-AchR和谷氨酸受体 对Na+、K+及Ca2+离子的通透性具有选择性。
2. G蛋白偶联受体：
G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor, GPCR)又称蛇型受体。此型受体通常由单一的多 肽链或均一的亚基组成，其肽链可分为细胞外区、 跨膜区、细胞内区三个区。
2．内分泌激素：
激素(hormone)是由特殊分化细胞合成并分泌 的一类生理活性物质，这些物质通过体液进行 转运，作用于特定的靶细胞，调节细胞的物质 代谢或生理活动。 在体内，有些能够分泌激素的特殊分化细胞集 中在一起构成内分泌腺；有些细胞则分散存在； 有些细胞兼具其他功能。
激素的作用方式：
激素被分泌后，可以三种不同的方式作用于靶 细胞： ①内分泌(endocrine)：激素分泌后作用较远的 靶细胞，其传递介质为血液。 ②旁分泌(paracrine)：激素分泌释放后作用于邻 近的靶细胞，其传递介质为细胞间液。 ③自分泌（autocrine)：激素分泌释放后仍作用 于自身细胞，其传递介质为胞液。
下丘脑激素、垂体激素、甲状旁腺素、胃肠激素等； ④ 脂类衍生物：如前列腺素。 ⑤ 气体分子：如NO，CO等。
根据细胞分泌和传递信息物质方式的不同， 又可将细胞间信息物质分为： ① 神经递质； ② 内分泌激素； ③ 局部化学介质； ④ 气体信号。
1．神经递质：
由神经元突触前膜释放的信息物质，可作用于 突触后膜上的受体，传递神经冲动信号。如乙 酰胆碱、去甲肾上腺素等等。
① 通过相邻细胞的直接接触； ② 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细
胞的代谢和功能。
具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物 质。
跨膜信号转导的一般步骤
特定的细胞释放信息物质 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
第一节 信 息 物 质
Section 1 Signal Molecules
一、细胞间信息物质
凡是由细胞分泌的、能够调节特定靶细胞生理 活动的化学物质都称为细胞间信息物质 (extracellular signal molecules)，或第一信 使。
细胞间信息物质可按照其化学本质的不同分 为五类：
① 类固醇衍生物：如肾上腺皮质激素、性激素等； ② 氨基酸衍生物：如甲状腺激素，儿茶酚胺类激素； ③ 多肽及蛋白质：如生长因子、细胞因子、胰岛素、
根据受体的分子结构可将膜受体分为：
1. 环状受体： 即配体依赖性离子通道，主要在神经冲动的 快速传递中起作用。 此型受体的共同结构特点是由均一性的或非 均一性的亚基构成一寡聚体，而每个亚基则 含有4~6个跨膜区。
烟碱样乙酰胆碱受体的分子结构
此型受体包括烟碱样乙酰胆碱受体(N-AchR)、 A型-氨基丁酸受体(GABAAR)、谷氨酸受体、 甘氨酸受体及5-羟色胺受体(5-HTR)等。
细胞间信息物质影响细胞功能的途径
第二节 受 体
Section 2 Receptors
受体(receptor)是指存在于靶细胞膜上或细胞内 能特异识别与结合生物活性分子（配体），进 而引起靶细胞生物学效应的分子。 绝大部分受体为蛋白质，少数为糖脂。 能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配 体(liga控信号的化学物质称为细 胞 内 信 息 物 质 (intracellular signal molecules) 。 细胞内信息物质主要包括：第二信使、第三信 使、信号转导蛋白或酶等。
1．第二信使：
在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二 信使(secondary messenger) 。 第二信使主要包括： ① 环核苷酸类：如cAMP和cGMP； ② 脂类衍生物：如甘油二酯（DAG）；神经
酰胺，花生四烯酸； ③ 无机物：如Ca2+、NO； ④ 糖类衍生物： 1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）。
2．信号转导蛋白或酶：
细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质 或酶分子，常与其他蛋白质或酶构成复合体以 传递信息。包括： ➢ G蛋白及其调节蛋白，如GEF、GAP等； ➢ 信号连接蛋白，如SOS，GRB2等； ➢ 具有酪氨酸激酶活性的胰岛素受体底物 -1/2