细胞生物学第八章细胞信号转导

4、细胞通讯：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。

对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。

包括分泌化学信号（内、旁、自、化学突触）、细胞间接触、和相邻细胞间间隙连接。

5、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致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。

20、信号分子：生物体内的某些化学分子，如激素、神经递质、生长因子、气体分子等，在细胞间和细胞内传递信息，特称为信号分子。

21、信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。

22、受体：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，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。

两个区域：配体结合区、效应区。

受体主要有三类离子通道型受体、G蛋白偶联型受体和酶偶联的受体。

23、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。

24、第二信使：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。

细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。

第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。

10、IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2，或被磷酸化形成IP4。

DG通过两种途径终止其信使作用：一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；二是被DG酯酶水解成单脂酰甘油。

13、分子开关：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制精确调控，也即对每一步反应既要求有激活机制，又必然要求有相应的失活机制，使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的蛋白质分子称为分子开关。

细胞生物学中的细胞信号转导途径细胞信号转导途径是指细胞内外信息传递的过程，其目的是使信号传递到细胞内部，从而引起细胞内某种生理反应。

细胞信号转导途径是一种复杂的过程，主要包括信号的识别、传递、放大等多个环节，其中参与的蛋白质、代谢物和信号分子非常多。

当细胞外界环境改变时，例如发生感染、受到刺激、遭到损伤等，细胞就会接收到相应的信号。

这些信号会通过受体蛋白在细胞外表面传递到细胞内部，从而影响到细胞内部代谢物的表达和转化，导致细胞内部发生变化。

在这个过程中，细胞吸收和放出的各种分子会共同构成细胞信号转导途径，这些分子形成细胞传递的信息流。

细胞信号转导途径是细胞内部信号传递最基本、最重要的机制之一。

在细胞生理学中，信号转导途径主要分为三大类：离子通道和荷载体、CDK和激酶酶级联反应、细胞膜受体信号转导途径。

其中，细胞膜受体信号转导途径是最重要的一类信号转导途径。

细胞膜受体信号转导途径细胞膜受体信号转导途径是细胞内部信号转导的主要道路。

膜内受体通常是细胞表面的磷脂酰基肌醇酰化酶（PI3K）、激酶、培养激素受体、酰化酶、酪氨酸激酶和肽激素受体等；膜外受体则包括细胞外信号括号、膜外的受体和胞外基质分子等。

膜内受体和膜外受体的反应控制了信息分子的转导。

细胞膜受体信号转导途径是细胞间相互联系的重要机制。

细胞所受到的信息来源是多种多样的，它们通过膜上的受体传递到细胞内部。

这些信息会进入细胞内部，然后将这些信息传递到细胞内部组织的某些分子。

这种传递方式，能够影响细胞各种代谢物的表达和转化，从而引起细胞内部发生变化。

细胞膜受体信号转导途径的层次非常复杂，大致分为三个层次：一是细胞外部膜受体中间介质和酶的级联反应；二是已死或无反应的凋亡模式；三是积极生长和再生的分化模式。

从细胞的发育到细胞的老化，所有过程都用到了细胞膜受体信号转导途径。

细胞膜受体信号转导途径中有很多的信号传递方式，它们通过另一些关键的因素进行调控、互作，并中断某些传递过程。

细胞⽣物学思考题及答案第⼋章细胞信号转导1、名词解释细胞通讯:指⼀个细胞发出的信息通过介质传递到另⼀个细胞并与其受体相互作⽤，产⽣特异性⽣物学效应的过程。

受体:指能够识别和选择性结合某种配体（信号分⼦）的⼤分⼦。

多数为糖蛋⽩，少数为糖脂或⼆者复合物。

第⼀信使:由信息细胞释放的，经细胞外液影响和作⽤其它信息接收细胞的细胞外信号分⼦第⼆信使:第⼀信使与受体作⽤后在胞内最早产⽣的信号分⼦称为第⼆信使。

2、细胞信号分⼦分为哪两类？受体分为哪两类？细胞信号分⼦：亲脂性信号分⼦和亲⽔性信号分⼦；受体：细胞内受体：位于细胞质基质或核基质，主要识别和结合脂溶性信号分⼦;细胞表⾯受体：主要识别和结合亲⽔性信号分⼦（三⼤家族;G蛋⽩耦联受体，酶联受体，离⼦通道耦联受体）3、两类分⼦开关蛋⽩的开关机制。

GTPase开关蛋⽩:结合GTP活化,结合GDP失活。

鸟苷酸交换因⼦GEF引起GDP从开关蛋⽩释放，继⽽结合GTP并引起G蛋⽩构象改变使其活化；随着结合GTP⽔解形成GDP和Pi，开关蛋⽩⼜恢复成失活的关闭状态。

GTP⽔解速率被GTPase促进蛋⽩GAP和G蛋⽩信号调节⼦RGS所促进，被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。

普遍的分⼦开关蛋⽩:通过蛋⽩激酶使靶蛋⽩磷酸化和蛋⽩磷酸酶使靶蛋⽩去磷酸化活性调节蛋⽩质活性。

4、三类细胞表⾯受体介导的信号通路各有何特点？（1）离⼦通道耦联受体介导的信号通路特点：⾃⾝为离⼦通道的受体，有组织分布特异性，主要存在与神经、肌⾁等可兴奋细胞，对配体具有特异性选择，其跨膜信号转导⽆需中间步骤，其信号分⼦是神经递质。

（2）G蛋⽩耦联受体介导的信号通路特点：信号需与G蛋⽩偶联，其受体在膜上具有相同的取向，G蛋⽩耦联受体⼀般为7次跨膜蛋⽩，会产⽣第⼆信使，G蛋⽩在信号转导过程中起着分⼦开关的作⽤。

（3）酶连受体信号转导特点：a.不需G蛋⽩，⽽是通过受体⾃⾝的蛋⽩酶的活性来完成信号跨膜转换；b.对信号的反应较慢，且需要许多细胞内的转换步骤；c.通常与细胞⽣长、分裂、分化、⽣存相关。

δ8.1细胞信号转导概述一、细胞信号转导概述1.细胞信号转导的概念细胞通过细胞表面或细胞内受体接受外界信号,经过一系列特定的机制，将细胞外信号转化为细胞内信号，从而调控细胞代谢或影响基因表达，最终改变细胞生命活动的过程称为信号转导。

这一系列反应称为信号转导通路。

2.细胞信号转导的基本形式(1)化学信号介导的信号转导①内分泌:由分泌细胞分泌信号分子，经血液循环运往体内不同部位，作用于靶细胞。

②自分泌:由分泌细胞分泌信号分子，作用于分泌细胞本身。

③旁分泌:由分泌细胞分泌信号分子，作用于相邻的靶细胞。

④化学突触:存在于可兴奋细胞之间，通过释放神经递质传递神经冲动，实现电信号-化学信号-电信号的转换。

(2)按触依赖性信号转导细胞与细胞或细胞与胞外基质间彼此接触，通过位于质膜中的配体与受体特异性结合传递信息，不释放信号分子。

对胚胎发育中组织相邻细胞的分化起到关键性作用。

(3)细胞间形成间隙连接，使得细胞质相互沟通，从而通过小分子的相互交换实现信号转导。

包括:动物细胞间的间隙连接，植物细胞中的胞间连丝。

3.信号分子介导细胞信号转导的一般过程(1)细胞外信号分子识别并结合靶细胞表面特异性受体。

(2)信号分子通过适当的分子开关实现信号跨膜转导，诱导产生第二信使或活化信号蛋白。

(3)信号传递致细胞内部引发级联反应，使信号放大，影响细胞代谢或基因表达。

(4)通过受体脱敏，启动细胞反馈机制，使细胞反应减弱或终止。

4.信号分子介导细胞信号转导的意义(1)通过激活细跑内酶的活性，从而影响细胞代谢。

(2)通过改变细胞骨架的组织形式，从而影响细胞的形态与运动。

(3)改变细胞质膜中离子通道的通透性。

(4)引发DNA合成反应的起始。

(5)影响细胞基因的表达。

二、配体与受体配体(1) 配体的概念配体又称信号分子，是细胞通讯中信息的载体，能够与相应的受体特异性结合，从而引发细胞信号转导反应。

(2)配体的分类①脂溶性分子包括:甾类激素、视黄酸、VD、甲状腺激素、NO (脂溶性气体)等。

第五章 物质的跨膜运输一、跨膜运输方式细胞质膜是选择性透性膜，是能调控物质进出的精致装臵。

除脂溶性分子和不带电荷的小分子能以简单扩散方式过膜之外，水溶性分子和离子都是不能自行穿越脂双层的。

几乎所有的有机小分子和带电荷的无机离子都需要由膜转运蛋白来跨膜转运。

总之，跨膜的物质运输方式有：被动运transport 胞能量，顺浓度梯1、简单扩散 小分子物质（水、尿素、甘油、葡萄糖、O 2、N 2等）能自由扩散过膜，不须膜蛋白协助 2、协助扩散小分子及离子在膜转运蛋白协助下，会增快跨膜转运速率 (1)葡萄糖、氨基酸、乳糖、核糖等由载体蛋白选择性结合转运过膜 (2)离子由通道蛋白选择性开启离子通道转运 主动运输active transport （消耗细胞能量，运输方向是逆浓度梯度或逆电化学梯度） 1、主动运输:靠离子泵（钠钾泵、钙泵）或质子泵(H +泵）直接消耗细胞的ATP 进行运输。

2、协同运输:待运物质在载体蛋白上与某种离子伴跨膜转运，由钠钾泵（或H +泵）所维持的离子浓度梯度所驱动，∴是间接消耗细胞内的ATP 。

⑴同向转运：例如肠上皮细胞摄取葡萄糖、氨基酸需伴Na +过膜；而细菌吸收乳糖是伴H +过膜。

⑵反向转运：动物细胞靠Na +－H +交换载体，由Na +驱动H +反向输出胞外，以调节细胞内 pH 值。

吞排作用 胞吞作用胞吐作用(消耗细胞能量，将大分子和颗粒物泡来跨膜运输) 1、吞噬作用：吞食大的颗粒物质2、胞饮作用：吞饮液态物质（微胞饮作用）3、跨细胞转运： 由胞吞和胞吐相结合，组成穿胞吞排物质转运方式，其过程中不涉及溶酶体消化。

例如母体中的抗体由血液穿过上皮细胞进入乳汁，而婴儿肠上皮细胞再将母乳中的抗体摄入其血液。

二、各类跨膜运输的特点(一)被动运输1、简单扩散：由小分子自行热运动，顺浓度梯度过膜，其通透性主要取决于分子的大小和极性，凡带电荷的离子皆不能简单扩散；2、协助扩散：由膜转运蛋白促使被动运输的转运速率增快,可分为两种类型:①载体蛋白与其特定溶质分子相结合来转运；②离子通道蛋白能对离子选择转运。