第19章 细胞信号转导

名词解释绪论1．植物生理学：植物生理学是研究植物生命活动规律与细胞环境相互关系的科学，在细胞结构与功能的基础上研究植物环境刺激的信号转导、能量代谢和物质代谢。

2．生长：是指增加细胞数目和扩大细胞体积而导致植物体积和重量的不可逆增加。

3．发育：是指细胞不断分化，形成新组织、新器官，即形态建成，具体表现为种子萌发，根、茎、叶生长，开花、结实、衰老死亡等过程。

4．细胞信号转导：单个细胞水平上，信号与受体结合后，通过信号转导系统，产生生理反应。

5．信息传递：植物“感知”环境信息的部位与发生反应的部位可能是不同的，这就存在信息感受部位将信息传递到发生部位的过程，即所谓的信息传递。

6．代谢：第一章1．半透膜：亦称选择透性膜。

为一类具有选择透性的薄膜，其允许一些分子通过，限制另一些分子通过。

理想的半透膜是水分子可自由通过，而溶质分子不能通过。

2．衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。

符号：ψm .3．压力势：指细胞吸收水膨胀，因膨压和壁压相互作用的结果，使细胞液的水势增加的值。

指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。

符号：ψp .4．水势：每偏摩尔体积水的化学势差。

符号：ψw . 水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得商。

5．渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。

用ψs表示。

溶液中的ψs=-CiRT。

6．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

7．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。

8．质外体途径：指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。

9．共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。

10．跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过液泡膜，故称跨膜途径。

《动物生理学》章节笔记第一章：绪论一、动物生理学的研究对象和任务1. 研究对象- 动物生理学关注的是动物机体的生命现象，包括生物化学过程、细胞活动、组织功能、器官系统的工作以及整个生物体的行为和生存策略。

- 研究范围涵盖从单细胞生物到高等哺乳动物，重点关注动物如何通过各个生理系统维持内环境稳定（Homeostasis）。

2. 研究任务- 揭示生命现象的物理和化学基础：探究动物体内发生的各种生理过程背后的分子和细胞机制。

- 了解机体功能的调节机制：研究神经、内分泌和免疫系统如何协同工作，调节身体的各种功能。

- 探索环境适应的生理机制：分析动物如何通过生理调整来适应不同的环境条件。

- 应用于实践：将动物生理学知识应用于医学、兽医学、农业、生态保护和生物工程等领域。

二、动物生理学的发展简史1. 古代阶段- 古埃及、古希腊和古印度等文明对动物生理学有所探讨，但多限于观察和哲学思考，缺乏科学实验。

- 我国古代医学家如扁鹊、张仲景、孙思邈等对脉搏、呼吸、消化等生理现象有所记载。

2. 中世纪阶段- 欧洲中世纪，阿拉伯学者如伊本·纳菲斯对血液循环有了初步的认识。

- 解剖学的兴起为生理学的发展奠定了基础。

3. 近代阶段- 17世纪，哈维发表了《动物心血运动论》，奠定了血液循环理论。

- 18世纪至19世纪，贝尔纳、普尔扎等人通过实验方法推动了生理学的发展。

4. 现代阶段- 20世纪，生理学进入分子和细胞水平，如诺贝尔奖获得者霍奇金、埃克尔斯对神经传导的研究。

- 分子生物学、遗传工程等技术的应用使动物生理学研究进入了一个新的时代。

三、动物生理学的研究方法1. 实验方法- 急性实验：在短时间内对动物进行生理功能的观察和测量，如血压、心率等。

- 慢性实验：长时间跟踪动物生理功能的变化，如植入电极监测神经活动。

- 活体实验：在不影响动物生存的前提下进行的实验，如使用显微镜观察活细胞。

- 离体实验：在体外环境中研究组织、细胞或分子的功能，如器官切片培养。

第十九章细胞信号转导第十九章细胞信号转导一、内容提要细胞信号转导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程，主要由信号分子的识别与接受，信号在细胞内的放大与传递，以及特定生物学效应的产生三个过程组成。

信号分子是指由特定的信号源（细胞）产生的，可以通过扩散或体液转运等方式进行传递，作用于靶细胞并产生特异应答的一类化学物质，包括激素、神经递质、细胞因子、生长因子及无机物等几大类。

由信号细胞释放的信号分子，需经扩散或转运，才能够到达靶细胞产生作用。

根据传递距离的远近，可将信号分子的传递分为内分泌、旁分泌和自分泌信号传递三种方式。

受体是指存在于靶细胞膜上或细胞内的一类特殊蛋白质分子，它们能够识别与结合化学信号分子，并触发靶细胞产生特异的生物学效应。

按照受体存在的亚细胞部位的不同，可将其分为细胞膜受体和细胞内受体二大类，前者又分为跨膜离子通道受体、G蛋白偶联受体和单跨膜受体。

受体的作用特点包括高度的亲和力、高度的特异性、可逆性、可饱和性及特定的作用模式等。

由细胞内若干信号转导分子所构成的级联反应系统就被称为细胞信号转导途径，目前已经鉴定的细胞信号转导途径达10多条。

大多数的激素、神经递质、生长因子和细胞因子通过膜受体介导的信号转导途径传递信号，这些信号转导途径的共同特征都是通过一系列的级联反应，以激活特定的蛋白激酶并对其底物蛋白或酶进行共价修饰，从而产生特定的生物学效应。

在这些信号转导途径中，以环核苷酸（cAMP和cGMP）作为第二信使的信号转导途径是目前较为清楚的信号转导途径。

除此之外，以脂类衍生物，如IP3、DAG、PI-3,4-P2、PI-3,4,5-P3等作为第二信使的信号转导途径，以及以钙离子作为第二信使的Ca2+信号转导途径也越来越受到重视。

而胰岛素、生长因子及细胞因子则主要通过酪氨酸蛋白激酶（TPK）信号转导途径传递信号。

亲脂性的激素主要通过胞内受体介导的信号转导途径传递信号，这一途径通过活化受体调控特异基因的转录表达来产生特定的生物学效应。

第一章蛋白质的结构与功能1.20种基本氨基酸中,除甘氨酸外,其余都是L-α-氨基酸.2.支链氨基酸(人体不能合成:从食物中摄取):缬氨酸亮氨酸异亮氨酸3.两个特殊的氨基酸：脯氨酸：唯一一个亚氨基酸甘氨酸：分子量最小，α-C原子不是手性C原子，无旋光性.4.色氨酸：分子量最大5.酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸和组氨酸6.侧链基团含有苯环：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸7.含有—OH的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸8.含有—S的氨基酸：蛋氨酸和半胱氨酸9.在近紫外区（220—300mm）有吸收光能力的氨基酸：酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸10.肽键是由一个氨基酸的α—羧基与另一个氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的酰胺键11.肽键平面：肽键的特点是N原子上的孤对电子与碳基具有明显的共轭作用。

使肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转，因此。

将C、H、O、N原子与两个相邻的α-C 原子固定在同一平面上，这一平面称为肽键平面12.合成蛋白质的20种氨基酸的结构上的共同特点：氨基都接在与羧基相邻的α—原子上13.是天然氨基酸组成的是：羟脯氨酸、羟赖氨酸，但两者都不是编码氨基酸14.蛋白质二级结构的主要形式：①α—螺旋②β—折叠片层③β—转角④无规卷曲。

α—螺旋特点：以肽键平面为单位，α—C为转轴，形成右手螺旋，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺径为0.54nm，维持α-螺旋的主要作用力是氢键15.举例说明蛋白质结构与功能的关系①蛋白质的一级结构决定它的高级结构②以血红蛋白为例说明蛋白质结构与功能的关系：镰状红细胞性贫血患者血红蛋白中有一个氨基酸残基发生了改变。

可见一个氨基酸的变异（一级结构的改变），能引起空间结构改变，进而影响血红蛋白的正常功能。

但一级结构的改变并不一定引起功能的改变。

③以蛋白质的别构效应和变性作用为例说明蛋白质结构与功能的关系：a.别构效应，某物质与蛋白质结合，引起蛋白质构象改变，导致功能改变。

感受生命信息细胞信号转导裴 钢 同 济 大 学主 要 内 容一、什么是细胞信号转导 二、细胞信号转导在生命科学中的作用与地位 三、细胞信号转导与疾病 四、神经生物学及其细胞信号转导 五、细胞信号转导最新进展与研究方向纯洁美好的爱情信号传递烽火的狼烟信号信号是什么？令人吃惊的外太空信号传播图像的视频信号细胞是…分子核酸 蛋白质复制信息细胞催化功能组织器官个体 系统细胞是生物的基本组成单位（病毒除外)细胞信号 (Cell Signaling）是太空信号那般的虚拟飘渺吗？或是视频信号那样的五彩斑斓吗？ 亦或狼烟信号那种的十万火急呢？¢细胞信号 ：用来 介导细胞与细胞间、 细胞与组织间的相 互联系以调节细胞 生命活动的化学物 质细胞信号是实实在在的化学物质！¢细胞信号分子的种类1、激素 2、神经递质 3、生长因子 4、细胞因子 5、无机物传导、转导水能 转换 电能传递的作用，生化性质上没有什么改变;三峡工程发电传导：即传递，相当于是将“信号”传递到下一个接收者，起着一种传递承接 转导：应该是讲一种“信息”或者“信号”转化成另外一种“信号”。

信号分子如何传递信息？细胞信号转导如何调控细胞的生命和生物学功能？如何统一完善生物的机体功能？细胞信号转导（cell signal transduction) 是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激， 经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。

信号转导系统 signal transduction system第一信使受体第二信使 效应蛋白效应蛋白细胞膜受体受体细胞内受体受 体膜上的离子受体通道一 细胞膜受体 1．含离子通道的受体 配体依赖性 电压依赖性 2．G-蛋白偶联受体 A 族：视紫红质、b2肾上腺素受体受体族 B 族：胰高血糖素/ 血管活性肠肽/ 降钙 素受体族 C 族：神经递质/钙受体样受体族 3．具有酪氨酸激酶活性的受体 二 细胞内受体 1. 胞浆受体：位于靶细胞浆内，如性激素受 体、肾上腺皮质激素受体 2. 胞核受体：位于靶细胞核内，如甲状腺素 受体感官，前庭G蛋白偶联受体1.最大的受体家族 2.受体家族结构相似：一条多肽链组成的跨膜蛋白 Ø膜外 Ø跨膜 Ø膜内 配体结合的区域 7段不连续的肽段组成 与G蛋白结合的区域G-protein protein-coupled receptors与配体结合 细胞外 -NH2e2e3e1-S-S-TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7D R YC2 C1细胞内 COOH-C3G蛋白作用部位G-proteins胞外LGab gEffector胞内SignalG蛋白与信号传递GDPGTPGG◆ G蛋白激活：GTP与Gα相结合 ◆ G蛋白失活：GTP酶水解GTPG蛋白活性的调节 GDP Ga b GDP Ga bg g GTP GTP效应蛋白 Ga 效应蛋白 b g受体Ga b gb受体Gs＋ 腺苷酸环化酶Gi－α2受体 M受体CREB（cAMP response element binding，cAMP效应 元件结合因子）蛋白激酶 A （protein kinase A，PKA）cAMPPKACREB靶蛋白 磷酸化CRE Adenylyl cyclase signal transduction pathway 腺苷酸环化酶信号转导通路靶基因 转录G蛋白偶联受体的模式和发展细胞死亡程序的变化基因表达的变化细胞应答酶活性的变化细胞骨架构型的变化信号级联放大（signaling cascade）从细胞表面受体接收外部信号到最后作出综合 性应答，不仅是 一个信号转导过程，更重要的是将信号进行逐步放大的过程是什么“熄灭”了信号的传递？信号终止1.配体（信号）被降解、失活、重吸收 2. 受体被内吞 3.第二信使被降解 4.GTP被水解 5.信号转导蛋白被磷酸酶去磷酸TOPBack主 要 内 容一、什么是细胞信号转导 二、细胞信号转导在生命科学中的作用与地位 三、细胞信号转导与疾病 四、神经生物学及其细胞信号转导 五、细胞信号转导最新进展与研究方向当前围绕信号转导研究的热门话题其它生命 奥秘问题干细胞 肿瘤细胞凋亡信号 转导 衰老纳米技术药物筛选造血干细胞的发育对干细胞进行研究首先必须了解 干细胞正常分化的细胞信号通路正常干细胞发育与转化调节自我更新的 信号通路细胞多基因错误信号通路错误癌症细胞比较造血干细胞的发育与白血病的 转化时细胞的自我更新比较干细胞 正常分化与 错误转导可 加深对肿瘤 发生的认识、 并可根据靶 点设计药物 进行治疗。