细胞信号传递 (2)PPT讲稿

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第十二章细胞的信号转导ppt课件

医学细胞生物学
细胞的信号转导
Ligand
Receptor
Ion channel
Receptor
Kinase
Second messenger
Transcription factor
Gene Transcription
医学细胞生物学
第一节细胞外信号
医学细胞生物学
化学信号分子的类型
Gs：刺激性G蛋白； Rs Gi：抑制性G蛋白；Ri Gt：与激活磷酯酶C的受体偶联； Go：与控制Ca2+通道的受体偶联； Gp：与激活磷酸二酯酶的受体偶联；
医学细胞生物学
第二节受体
• G蛋白：
Ligand GTP
ab
PLC
g
GDP
AC
医学细胞生物学
第二节受体
医学细胞生物学
第二节受体
• 3.酪氨酸蛋白激酶受体： • 一条单次跨膜的多肽链 • 配体结合区域为胞外区 • 胞内区具有酪氨酸激酶
后作用于 Ras蛋白、AC和多种磷脂酶等。 • 2. 非受体型PTK： • 1）具有SH2/SH3结构域，游离于胞质中 • 2）与非催化型的受体耦联 • 3）与受体结合后被激活，进一步激活下游蛋白，
如STAT转录因子家族。
医学细胞生物学
第四节信号转导与蛋白激酶
• 三、丝氨酸/苏氨酸激酶（STK） • 通过变构激活丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化 • 磷酸化调节有放大级联效应，可逆性 • 作用底物：PKA(protein kinase A)、PKC、
神经传导、激素作用过程和感觉细胞中广泛发挥作用
医学细胞生物学
G-protein
（Gliman和Rodbell，1994对G蛋白研究获诺贝尔奖）。

《细胞信息传递》课件

信号转导
1
激素信号转导
激素通过激活细胞膜上的受体，进而触发细胞内的信号级联反应来传递信息。
2
细胞因子信号转导
细胞因子作为信号分子，通过结合受体启动信号级联反应，影响细胞的生理和免疫应答。
3
意外化合物信号转导
意外化合物可以激活特定细胞受体，引发复杂的信号传递网络，参与细胞间的信息交流。
受体
受体的种类受体的结构与功能
细胞膜受体、细胞质受体和细胞核受体
受体通常具有配体结合位点，通过配体结合来激活或抑制相关的信号转导通路。
胞内信号传递
1
细胞内信号传递的通路
胞内信号传递通过一系列的分子级联反应，将细胞外的信号传导到细胞内部，以影响细胞的功能。
2
细胞内信号传递的调节
细胞内信号传递的过程受到多种调节机制的控制，包括酶的激活与抑制、蛋白激酶的磷酸化和蛋白磷酸酶的去磷酸化。
细胞信息传递在生物技术上的应用
利用细胞信息传递的原理，可以开发出新的生物传感器、基因治疗和细胞工程等生物技பைடு நூலகம்应用。
结论
1 未来在细胞信息传递方面的发展趋势 2 细胞信息传递对人类的意义
随着技术的进步和对细胞信息传递机制认识的深入，未来将有更多创新的方法和技术应用于此领域。
细胞信息传递研究有助于我们更好地理解生命的本质，并为解决重大疾病和推动生物技术领域的发展提供支持。
错误信号传递
1 常见错误信号传递的机制
错误信号传递可能由于基因突变、异常的细胞信号响应或外界干扰等多种机制引起。
2 错误信号传递的影响
错误的细胞信息传递会导致细胞功能异常，甚至引发疾病的发生和发展。
应用
细胞信息传递在疾病治疗上的应用

《细胞间的信号传递》课件

信号转导：酶偶联受体激活后，可以激活细胞内的酶，从而改变细胞的生理功能生理功能：如细胞增殖、分化、凋亡等，都可以通过酶偶联受体介导的信号转导途径进行调控
信号转导：离子通道受体与信号分子结合后，引起离子通道的开放或关闭
离子通道受体：位于细胞膜上，能够识别并结合特定信号分子
离子通道开放：导致细胞内外离子浓度发生变化，从而引起
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路细胞反应：信号通路激活后，细胞发生增殖或分化增殖：细胞分裂，产生新的细胞分化：细胞在特定条件下，转变为特定类型的细胞
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路细胞反应：信号通路激活后，细胞产生相应的反应细胞代谢：细胞通过代谢活动，将信号转化为生物能量或物质调节机制：细胞通过信号转导和细胞反应，调节自身的代谢活动
细胞核内效应：信号分子通过转录因子等调控基因表达，影响细胞功能
PART THREE
激素：如胰岛素、生长激素等神经递质：如多巴胺、血清素等细胞因子：如白细胞介素、肿瘤坏死因子等生长因子：如表皮生长因子、神经生长因子等细胞粘附分子：如整合素、选择素等信号肽：如胰岛素原、胰高血糖素原等
信号分子的合成：在细胞内由基因转录和翻译过程产生
信号转导异常可能导致细胞凋亡异常
信号转导的调节：通过调节信号转导途径，控制细胞功能信号转导的失控：信号转导异常可能导致疾病药物研发：针对信号转导异常，开发新的药物治疗疾病药物筛选：通过细胞实验和动物实验，筛选出有效的药物
信号转导的研究对于理解细胞生物学和疾病机制至关重要信号转导的调控机制在药物研发中具有重要应用价值信号转导的失控可能导致多种疾病，如癌症、糖尿病等信号转导的研究有望为治疗这些疾病提供新的策略和药物

《细胞信号传导》课件

五、细胞信号传导与疾病
疾病与信号传导的不正常
信号传导的异常常常导致疾病的发生和发展，如癌症、心血管疾病等。因此，研究细胞信号传导对于疾病的预防和治疗具有重要意义。
医学研究中对信号传导的探索
基于对细胞信号传导机制的深入理解，医学研究已经提出了多种靶向信号传导的治疗方法，如靶向信号通路的药物设计和基因治疗等。
《细胞信号传导》PPT课件
细胞信号传导是研究细胞间信息交流的重要领域。本课件将全面介绍细胞信号传导的基本原理、通路与应用，帮助你深入了解这一关键过程。

一、引言
细胞信号传导是指细胞间的信息交流和转导过程。了解细胞信号传导的基本概念对于理解细胞生物学的基本原理至关重要。
二、信号分子与受体
信号分子的种类
六、总结与展望
细胞信号传导的重要性
细胞信号传导是细胞生物学研究的基石，对于理解生物体机能的维持和功能调控具有重要意义。
展望细胞信号传导研究的未来发展
未来的细胞信号传导研究将深入探索细胞间的精细调控机制，并结合系统生物学等新技术手段，揭示细胞信号网络的全貌。
参考文献
• 参考文献1 • 参考文献2 • 参考文献3
常见信号传导通路
常见的信号传导通路包括MAPK通路、AMPK通路、 PI3K/AKT通路等，每个通路在细胞内发挥着特定的调控作用。
四、信号响应
1 信号传导的终点
细胞信号传导的终点通常是调控基因表达或启动特定的细胞生理反应，对细胞功能的调控起到关键作用。
2 信号响应的种类及作用
信号响应可以是细胞的增殖、分化、迁移，或者是细胞凋亡、代谢的改变。不同信号的响应方式各异，对细胞状态产生重要影响。
细胞信号分子的种类多种多样，包括激素、神经递质、细胞因子等，每种信号分子在细胞间的传导方式及作用机制各异。

细胞信号传导途径 PPT课件

G蛋白效应器是指催化生成（或分解）细胞内第二信使物质的酶
G蛋白效应器：腺苷酸环化酶 (AC) 磷脂酶C (PLC) 磷脂酶A2 (PLA2) 鸟苷酸环化酶 (GC) 磷酸二酯酶（PDE）
（4）
第二信使
概念：细胞外信号物质作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子，它们将细胞外的信息转入细胞内，称为第二信使。
酶活性受体
这类为一次跨膜蛋白，受体的胞外部分能与配体结合，胞内部分具有酪氨酸蛋白激酶活性，或与酪氨酸蛋白激酶偶联。当配体与受体的胞外部分结合后，引起胞内酪氨酸残基自我磷酸化而增加酶的活性，对其下游效应蛋白进行磷酸化，启动信号转导。
I、跨膜信号转导途径
第二节细胞信号转导
一、概论
生物进化过程中发展起来的细胞与外界环境的交流以及细胞对胞外刺激信号起反应，调节本身的活动，这个系统称信号转导体系（Signal transduction system）。
信息分子受体第二信使效应蛋白
效应蛋白
生物效应
肌肉收缩分泌代谢
基因表达
二、受体（一）概念
1、G蛋白偶联受体 2、离子通道型体 3、酶联型受体
受体类型
G蛋白偶联受体
（1）结构已经发现200多种，是目前发现的最大的受体超家族。都由一个单一肽链7次跨膜形成，因此称为7次跨膜受体，G蛋白结合区位于胞浆一侧，分子由400～600个氨基酸组成，不同受体间的同源性为20～30%。有7个高度保守的穿膜区（长度约22～28个氨基酸）。
重要的：cAMP
cGMP 二酰甘油(DG) 三磷酸肌醇(IP3) Ca2+
（3）G蛋白与受体的相互作用
离子通道型受体
这类受体通常由单一肽链经4次跨膜构成一个亚单位，数个亚单位构成穿过细胞膜的离子通道。当受体与激动剂结合，离子通道开放，促进细胞外离子内流，引起效应。这一过程通常只持续数毫秒。如谷氨酸NMDA受体和N胆碱受体（阳离子通道）；GABA受体和甘氨酸（阴离子通道）。

细胞信号转导PPT演示课件

Department of Biochemistry & Molecular Biology
甾体激素NR
类别
非甾体激素NR
Байду номын сангаас孤儿NR
被领养的孤儿NR
未被领养的孤儿NR （配体不明或不需要）
NR的分类
成员糖皮质激素受体盐皮质激素受体
雄激素受体雌激素受体孕激素受体甲状腺激素受体
维甲酸受体
维生素D3 受体
配体糖皮质激素盐皮质激素
雄激素雌激素孕激素甲状腺激素
全反式维甲酸
维生素D3
PPARα PPARγ PPARβ/δ
FXR LXRs PXR RXRs CAR RORs HNF4 ERR SXR SF-1 COUP-TFs GCNF Nor1 Nurr1 Nurr77 PNR TR2/4 Rev-erbs TLX
Clinical tips
➢Why glucocorticoid( 糖皮质激素 ) can promote glyconeogenesis(糖异生) in hypoglycaemia(低血糖)？
➢Why thyroxin deficiency can result in cretinism(呆小症 ), and much higher level of thyroxin is closely associated with the hypermetabolism( 高代谢 ) in hyperthyroidism (甲亢)?
domain（配体依赖性转录激活功能域）
Nomenclature of NR
➢ 1999年，NR命名委员会根据NR的C和E结构域的同源性对NR 进行了系统命名，用NRXYZ来表示，其中NR表示核受体，X 和Z是阿拉伯数字，Y是大写英文字母。X代表NR的亚家族， Y代表亚家族中的组别，Z代表组别中的成员。例如：FXR:NR1H4; LXRα:NR1H3; LXRβ:NR1H2.

《细胞的信号传导》PPT课件

ATP cAMP（第二信使）
激活cAMP依赖的蛋白激
酶A
细胞内生物效应
ppt课件
No
No
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No ImLeabharlann geNo ImageNo Image
No Image
4
No Image
(二) 磷脂酰肌醇信号通路
激素（第一信使）
结合G蛋白偶联受体膜外N端：识别、结合第一信使
膜内C端：激活G蛋白
反应：刺激引起的机体或组织细胞活动的变化
兴奋 (excitation)
活组织或细胞对刺激发生的反应。
变迁
细胞受刺激时而发生可传播的电变化。
ppt课件
13
兴奋性（excitability)：
活组织或细胞对刺激发生反应的能力。变迁
细胞受刺激时产生动作电位的能力。
神经和肌肉细胞
刺激可兴奋细胞动作电位反应（兴奋和抑制）
激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)
兴奋性G蛋白(GS)
激活磷脂酶C(PLC)
PIP2
(第二信使）
IP3 和 DG
内质网释放Ca2+
激活蛋白激酶
C
细胞内生物效应
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No
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5
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二、离子通道介导的信号转导
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No 11
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神经和骨骼肌细胞的生物电现象
1、可兴奋细胞：受刺激后能产生动作电位的细胞（可兴奋组织）

第九章-细胞信号转导(共53张PPT)

• NO的作用机制：
（1）激活靶细胞内具有鸟苷酸环化酶（GC）活性的NO受体。
（2）NO与GC活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，增强酶活性，cGMP水平升高。
（3）cGMP激活依赖cGMP的蛋白激酶G（PKG），抑制肌动-肌球蛋白复合物信号通路，导致血管平滑肌舒张。
NO在导致血管平滑肌舒张中的作用
G蛋白偶联受体的结构图
1234 5
67
G蛋白偶联受体介导无数胞外信号的细胞应答：
包括多种对蛋白或肽类激素、局部介质、神经递质和氨基酸或脂肪酸衍生物等配体识别与结合的受体，以及哺乳类嗅觉、味觉受体和视觉的光激活受体（视紫红质）。
哺乳类三聚体G蛋白的主要种类及其效应器
二、G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路
第一节细胞信号转导概述
一、细胞通讯二、信号分子与受体三、信号转导系统及其特性
一、细胞通讯
细胞通讯（cell communication）：指信号细胞发出的信息（配体/信号分子）传递到靶细胞并与其受体相互作用，通过细胞信号
转导引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。
（细胞）信号转导（signal transduction）：指细胞将外部信
• IRS1：胰素受体底物
（二）细胞内信号蛋白复合物的装配
• 信号蛋白复合物的生物学意义：细胞内信号蛋白复合物的形成在时空上增强细胞应答反应的速度、效率和反应的特异性。
• 细胞内信号蛋白复合物的装配可能有3种不同类型。
细胞内信号蛋白复合物装配的3种类型
• A：基于支架蛋白 B：基于受体活化域 C：基于肌醇磷脂
⑤引发细胞代谢、功能或基因表达的改变；
细胞表面受体（cell-surface receptor）：位于细胞质膜上，主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子（如多肽类激素、神经递质

《细胞信号传导》PPT课件

精选课件
24
（三）细胞内信号转导分子
相关分子
概念：细胞外的信号经过受体转换进入细胞内，通过细胞内的一些小分子物质和蛋白质进行传递。
类型：小分子化学物质：第二信使
酶催化产生第二信使的酶激酶/磷酸酶
G蛋白调节蛋白
接头蛋白
精选课件
25
1. 小分子化学物质
概念：细胞内可扩散，并能调节信号转导蛋白活性的小分子或离子，又称为第二信使。如cAMP、cGMP、Ca2+、DAG、IP3、Cer或花生四烯酸等。
质膜受体质膜受体
蛋白质、多肽及氨基酸衍生物类激素类固醇类激素、甲状腺激素
质膜受体胞内受体
引起细胞内的变化影响离子通道开闭
引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸 /脱磷酸，改变细胞的代谢和基因表达同上
影响转录
精选课件
13
（二）受体（Receptor）
相关分子
受体：是一类分布于细胞膜、细胞质或细胞核的特殊蛋白质，能特异性识别并结合相应信号分子，激活并启动细胞内一系列生化反应，使细胞对信号刺激产生相应的生物效应。
精选课件
5
细胞信号转导：胞外信号通过与细胞表面的受体相互作用转变为胞内信号，在细胞内经信号途径传递引起细胞发生反应的过程。
精选课件
6
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
精选课件
14
1.受体的类型
细胞膜受体
离子通道型 G蛋白偶联型催化型酶偶联型）离子通道偶联受体
受体本身为离子通

细胞通讯与信号传递【精品-ppt】

1.细胞的信号分子和受体
●细胞的信号分子
类型：
溶解性：亲脂性的信号分子亲水性的信号分子
化学结构：短肽、蛋白质、气体分子等产生和作用方式：内分泌激素、神经递质、局部
化学介导因子和气体分子
特点：①特异性；②高效性；③被灭活性。
●受体（receptor）
概念：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信
三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein）简称G蛋白。由α、β、γ三个亚基组成， α 和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态。
受体与配体（信号分子）间作用的主要特征 ①特异性； ②饱和性； ③高度的亲和力。
第二信使学说和分子开关
第二信使学说（second messenger theory）：
由Sutherland于70年代提出，并因此而获得诺贝尔奖。第二信使有cAMP、 cGMP、三磷酸肌醇、二酰基甘油等。
分子开关：①磷酸化和去磷酸化 Nhomakorabea3.细胞表面受体介导的信号传递
细胞表面受体的类型：
①离子通道型受体（ion-channel-linked receptor） ②G蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor） ③酶耦联的受体（enzyme-linked receptor）
介导的信号传递：
1. G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递
●信号通路（signaling pathway）细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，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的过程称为细胞信号通路。

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1. 不同形式的胞外的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
1）化学信号种类
亲脂性信号分子：甾类激素和甲状腺素特点:分子小，疏水性强，可穿过细胞质膜形成激素-受体复合体，调节基因表达。
亲水性信号分子:神经递质、生长因子、多数激素特点：不能透过靶细胞质膜，只与靶细胞表面受
体结合，经性能好转换机制，在细胞内产生第二信号信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞应答反应。第一信使(primary messenger) 气体性信号分子(NO)
2. 受体(receptor) 1）受体(receptor) ：是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,当与配体结合后,通过信号转导(signal transduction)作用将细胞外信号转换为细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。
2）受体的类型：
(a)电话接收器将电信号转换成声信号(b)细胞将细胞外信号(分子A)转变成细胞内的信号(分子B)。
(一) 细胞通讯方式：
1）分泌化学信号进行通讯
① 内分泌（endocrine）：由内分泌细胞分泌信号分子(激素)到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位,作用于靶细胞。
② 旁分泌（paracrine）：细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞。
信号分子。如： cAMP 、 cGMP 、三磷酸肌醇 (IP3)、二酰基甘油(DAG)、Ca2+
cAMP的发现及第二信使学说 1的971提年，出Sutherland，因为阐明了cAMP的功能并
提出第二信号学说而获得诺贝尔生理学和医学奖。
第二信使与分子开关
分子开关：信号传递过程中必须有开关，以控制信号传递的开启和关闭。细胞信号传递过程中开关是一类分子，即分子开关。这类分子具有两种状态，开(活性)、关(失活)。胞内信号传递作为分子开关的蛋白：
根据受体的存在部位
①细胞内受体（intracellular receptor) ②细胞表面受体(cell sulface receptor)
①细胞内受体:位于细胞基质或核基质，识别和结合
小的脂溶性信号分子。包括分泌性信号分子、膜结合型信号分子等。
② 细胞表面受体:受细胞外亲水性信号分子激活。
表面受体分属三大家族： a) 离子通道偶联的受体(ion-channel-linked receptor) b) G-蛋白偶联的受体(G-protein-linked receptor) c) 酶偶连的受体(enzyme-linked receptor)
1963年， cGMP作为胞内信使的发现 1978年，Rasmussen，Ca2+第二信使学说 1983年，IP3和DG作为胞内信使的发现 80年代，Gilman和Rodbell，G蛋白的研究，获1994
年诺贝尔生理和医学奖 80-90年代，酪氨酸蛋白激酶与信号转导的研究
3.第二信使（second messenger）与分子开关
开关蛋白(switch protein) 开关蛋白由GTP结合蛋白组成
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1992
发现蛋白质的磷酸化和去磷酸化作为一种生物学调节蛋白质的活性。
二、信号转导系统及其特点
（一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白
通过细胞表面受体介导的信号途径
包括 ① 细胞-细胞黏着 ② 细胞-基质黏着
3）动物相邻细胞形成间隙连接，植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通。Biblioteka (二) 细胞的信号分子与受体
1.细胞的信号分子（signal molecule）:是细胞的信息载
体。
2.信号分子种类：
1）化学信号激素局部介质(local mediator) 神经递质（neurotransmitter)等 2）物理信号声、光、电、温度变化
1）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,它用于细胞表面受体,而导致产生细胞内第二信使,从而激发一系列生化反应,最后产生一定的生理效应,二信使的降解使其信号作用终止。
2）第一信使:细胞外信号分子 3）第二信使:第一信使与受体作用后在胞内产生的
③ 自分泌（autocrine）：细胞对自身分泌的物质产生反应。
④ 化学突触（neuronal signaling)
2）接触性依赖的通讯(contact-depndent signaling)
特点： ① 细胞间直接接触， ② 无需信号分子的释放， ③ 通过质膜上的信号分子与
靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞间的通讯。
细胞信号传递 (2)课件
第一节概述
一、细胞通讯二、信号转导系统及其特性
一、细胞通讯(cell communication)
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并与靶细胞响应的受体相互作用，然后通过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理学效应的过程。
三种类型的细胞表面受体 (a)离子通道偶联受体;(b)G-蛋白偶联受体;(c)酶联受体。
3）受体的功能：
① 介导物质跨膜运输(受体介导的内吞作用) ② 信号转导：
受体的激活（activation）（级联反应）受体失敏（desensitization）关闭反应减量调节（down-regulation）降低反应 4）受体至少有两个功能域结合配体的功能域；产生效应的功能域。 5）受体与配体的特异性结合，但受体与配体之间不是简单的一对一的关系
6）受体与配体的结合，通过信号转导途径，将胞外信号转换胞内化学、物理的信号，引发主要的细胞反应
引发的两种主要细胞反应：一是细胞内预存蛋白的活性或功能的改变二是影响细胞内特殊蛋白的表达量。
3.第二信使（second messenger）与分子开关
细胞信号转导大事记
1955年，Sutherland，cAMP第二信使学说1971 年诺贝尔生理和医学奖