细胞信号通路大全 Signal Transduction (上)

Degredation of cAMP
激素
结合
G蛋白偶联受体
G蛋白
ATP
腺苷酸环化酶
Mg2+ ，or Mn2+
cAMP
蛋白激酶A （Protein kinase A，PKA）
级联反应(靶酶磷酸化、直接激活特定的转录调控因子 )
PKA的作用机制： 使底物蛋白磷酸化
TGACGTCA
底物：
cAMP反应原件结合蛋白（CREB）
第一信使:由细胞分泌的能够调节机体功能的一 大类生物活性分子。 根据胞外信号的特点及作用机制分： 激素--胰岛素、甲状腺素、肾上腺素
神经递质：乙酰胆碱、去甲肾上腺素
局部化学介质：生长因子、前列腺素、NO
激素 神经递质 局部介质

激动剂: 与受体结合后产生效应
Ⅰ型激动剂
Ⅱ型激动剂

拮抗剂：与受体结合后不产生效应，但可阻断激动
入血
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
肾上腺素
3.糖原分解的停止
肝细胞膜表面受体
G蛋白
腺苷酸环化酶（AC）
磷酸二酯酶
ATP 无活性PKA
无活性的 磷酸化酶激酶
cAMP
5’ AMP
活化的PKA
磷酸酶
活化的 磷酸化酶激酶
磷酸酶
糖原磷酸化酶b
糖原磷酸化酶a 1-磷酸葡萄糖 糖原
入血
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
PLC
信号刺激
细胞内钙库 质膜
钙通道开放
胞内钙离子浓度瞬时升高 形成钙离子-CaM复合物 激活靶酶
蛋白质磷酸化酶激酶（PhK） 肌球蛋白轻链激酶（MLCK） 钙调蛋白依赖性蛋白激酶（CaM-PK）

胆固醇等脂质时，它们可以轻易穿过细胞膜，在 细胞质内与目的受体相结合； 一是当信号分子是多肽时，它们只能与细胞膜上 的蛋白质等受体结合，这些受体大都是跨膜蛋白， 通
过构象变化，将信号从膜外结构域传到膜内结构 域，然后再与下一级别受体作用，通过磷酸化等 修饰化激活下一级别通路。
Notch信号通路 Notch基因最早发现
各种动物细胞中。Notch信号途径对于多种组织 和细胞命运非常重要，包括表皮、神经、血液和 肌肉等。在本期的封面文章中，研究人员发现， 敲除MaSC富集细胞群当中的规
范Notch效应子Cbf-1，将导致干细胞活性的增强， 并产生异常的结构。以上发现表明，内生的 Notch信号对于限制MaSC扩展起到了一定作用。 [详细] WNT
调节基因表达。 Wnt信号通路 Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌 发挥作用。在小鼠中，肿瘤病毒整合在Wnt之后 而导致乳腺癌。卷曲蛋白（Frz）作为
Wnt受体，其胞外N端具有富含半胱氨酸的结构 域，Frz作用于胞质内的蓬乱蛋白（Dsh），Dsh 能切断β-catenin的降解途径，从而使β-catenin在 细胞
示，Hh浓度梯度信号所引发的Smo磷酸化水平的 升高，能够通过Smo与Cos2之间的动态相互作 用将Cos2/Fu复合物招募到质膜上，从而诱导Fu 二聚化。二聚化的F
u通过自我磷酸化激活并进而磷酸化其底物Cos2 与Sufu而将Hh信号传递至下游。这一过程将促使 全长的转录因子Ci155由Cos2及Sufu动态解离出 来并进入细胞
异引起，所以我们对于Wnt细胞信号转导通路与 肺癌有莫大关系也非常惊讶。”论文通讯作者琼 马萨格博士表示。[详细] 我国科学家在Hedgehog信号通路传递研究方
向取得新进展 CellResearch在线发表了中科院上海生命科学研 究院生化与细胞所赵允和张雷研究组在研究 Hedgehog信号通路传递方面的新进展。通过研 究揭

激活Gs增加腺苷酸环化酶活性
cAMP
PKA
促进心肌钙转运 心肌收缩性增强
增加肝脏 糖原分解
进入核内PKA 激活靶基因转录
肾上腺素
cAMP信号的终止：
通过cAMP磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase,PDE)将cAMP的环破坏,形成5＇-AMP。
促黄体激素
组织胺（H2受体）
GDP脱落、GTP结合；使亚基游离，并暴露出腺苷酸环化酶的结合位点;
过程：
Gs蛋白激活靶蛋白的作用机制
激活的 亚基
无活性靶蛋白
信号分子
G蛋白关联的受体蛋白
亚基水解GTP为GDP，回复至原来构象，并从腺苷酸环化酶上脱落下来；与 亚基重新结合成Gs蛋白
失活的靶蛋白
Pi
失活后复原 的G蛋白
亚基结合腺苷酸环化酶，产生cAMP；受体蛋白脱去配基后回复至原来构象
指细胞通过其表面的受体与胞外信号分子(配体)选择性的相互作用.从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。 细胞识别是细胞通讯的一个重要环节.
细胞识别定义：
细胞通讯的六个基本步骤:
化学信号分子转运至靶细胞;
细胞内化学信号分子的合成;
信号分子与靶细胞受体特异性结合并使受体激活
信号分子
配基的结合改变了受体构象，暴露出Gs蛋白结合位点
激活的受体
GDP
GDP脱落、GTP结合；使亚基游离，并暴露出腺苷酸环化酶的结合位点
激活的 亚基
激活的 复合物
受体蛋白
GTP
GDPBiblioteka 配基的结合改变了受体构象，暴露出Gs蛋白结合位点;
形成配体-受体复合物；降低Gs蛋白对GDP的亲合力;

细胞内信使
cAMP↑ cAMPຫໍສະໝຸດ Ca2+、IP3、DAG↑ cGMP↓
靶分子
PKA活性↑ PKA活性↓ PKC活化↑ Na+通道关闭
G蛋白的种类很多，每一类还有许多亚型
不同的G蛋白可激活不同的酶，产生不同的信使分子
（一）参与转导的信号分子
3．G 蛋白效应器（G protein effector）
（一）参与转导的信号分子
1. G蛋白偶联受体 2. G蛋白（鸟苷酸结合蛋白） 3. G 蛋白效应器 4. 第二信使
（一）参与转导的信号分子
1. G蛋白偶联受体：与配体结合后，通过构象变化结合 并激活G蛋白。
通过G蛋白发挥作用→称为G蛋白偶联受体； 不具备通道结构，无酶活性； 种类繁多，每种受体都由一条包含7次跨膜α螺旋
旁分泌(paracrine) 自分泌(autocrine)
化学突触(chemical synapse)
③ 间隙连接：如电突触、闰盘
④ 外泌体(exosomes )：
跨膜信号转导的基本过程
三个阶段：
胞外信 号的识别
胞内信 号转换和
放大
胞内效 应产生
构成信号转导系统的要素
❖ 受体：是一类存在于靶细胞膜上或胞内可识别并结合外
(1)主要是指催化生成（或分解）第二信使的酶
① 腺苷酸环化酶（adenylate cyclase, AC），作用是 催化细胞内的ATP生成第二信使cAMP;
② 磷脂酶C（phospholipas C, PLC），可催化细胞 膜上的磷脂酰肌醇生成第二信使DG和IP3；
③ 磷酸二酯酶（phosphodiesterase, PDE），可以水 解胞内的第二信使cGMP；