细胞信号转导与心血管疾病 PP课件

ßR 融入， 证实该途径 。
用异丙肾致cAMP增多，
用心得安可阻断该反应。
（二）、Gi途径
Ach-M2R\Adr- α 2R-Gi- AC (-) - cAMP -PKA (-)
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β-肾上腺素能受体、 胰高血糖素受体
α1-肾上腺素能受体 M2-胆碱能受体、血管紧张素Ⅱ受体
Gs蛋白
(＋) (－) 腺苷酸环化酶（CA）
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分类: 根据G α 功能可分 Gs： stimulationG ，分子量4 . 5万，能使 AC激活，都有CTx结合区。 Gi ： inhibitionG，分子量4万，能使AC抑 制，都有PTx结合区。 Gp-激活磷酯酶（phospholipiase）的G蛋白 Gq-激活PLCβ介导IP水解。 Gt-与视觉有关 Ggust-与味觉有关 其他功能不明者用x、o或数字表示 如：Go 或Gx
岛素在糖代谢中的作用。
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2. RTK介导的信号转导通路 （一）、 RTK-Ras-MAPK-ERK通路 （二）、 RTK-PLCr-DG-PKC- MAPK通路 （三）、 RTK-PI3K- MAPK通路 RTK的配体包括EGF，PDGF，Insuline, 多种应激原，促炎细胞因子也可激活MAPK 通路。
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GPCR：G蛋白偶联受体，有7个跨膜段，目前是受体 中最大的超家族（人类基因组中第三大家族），包
括肽类激素受体、 α、ß、M受体等 GPCR配体：
激素类：PTH、TRH、ADH、NA、Ach等 神经递质、神经肽、趋化因子、光、气 味 多种药物： ß阻滞剂（心得安），组胺拮抗
剂（酮替芬），抗胆硷药（阿托 品），阿片等。
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4、转录因子：AP-1、SRF、CREB、NFkB、 ERK、STAT等

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）。

1
激活物
激活物是引发细胞信号传递的触发因素。
2
受体
受体是细胞上识别和结合信号的蛋白质。
3
信使分子
信使分子是传递信号的分子信使，如细胞内嵌合蛋白和化学物质。
细胞信号传递的途径
细胞信号传递可以通过不同的途径实现，例如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体和泛素样修饰途径。
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体是一类可以与G 蛋白相互作用并激活细胞信号 传递的受体。
基因调控
通过激活或抑制特定基因的转录来调节
蛋白激酶级联反应
2
细胞的功能和行为。
一系列蛋白激酶的级联反应，参与细胞
内复杂的信号转导网络。
3
细胞增殖、分化、凋亡
细胞信号转导可以调控细胞的增殖、分 化和凋亡等生物学过程。
细胞信号传递的调控
细胞信号传递可以通过酶促修饰、反式调控和基因转录控制等方式进行调控。
基本过程
细胞信号转导包括信号传递、信号放大、信号 整合和信号传导。
细胞信号转导的类型
细胞信号转导可以分为内源性信号和外源性信号两种类型。
1 内源性信号
来自细胞内部的信号，如细胞自身合成的分 子信号。
2 外源性信号
来自细胞外部的信号，如激素、生长因子和 神经递质等。
细胞信号传递的参与者
细胞信号传递涉及多个参与者，包括激活物、受体和信使分子。
《细胞信号转导》PPT课 件
# 细胞信号转导
细胞信号转导是细胞内外相互作用的关键过程，它们通过一系列复杂的分子 信号传递调控细胞的功能和行为。
什么是细胞信号转导
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调节其生理反应和行为的过程。
定义
细胞信号转导是指细胞通过传递分子信号来调 节其生理反应和行为的过程。

Cell signaling
Signaling cell Target cell
1. Synthesis 2. Release 3. Transport 4. Binding 5. Signaling 6. Desensitization
细胞信号转导的构成
细胞外信号分子 受体 细胞内信号分子
细胞外信号过程 细胞内信号转导
Signaling Events
❖Specificity ❖Amplification ❖Transient ❖Reversible ❖Regulation ❖Network
Stage II
❖Proliferation ❖Differentiation ❖Transformation ❖Apoptosis ❖Activation ❖Migration ❖Aging
核受体
甾体激素受体
Transmembrane receptors
❖ 酪氨酸激酶受体，如PDGF受体、胰岛素受体、 EGF受体、FGF受体；
❖ 酪氨酸磷酸酶受体，如T细胞和巨噬细胞的CD45 蛋白；
❖ 鸟嘌呤环化酶(GC)受体，如心房肽受体; ❖ 丝氨酸/苏氨酸激酶受体，如activin和TGF-b受体;
血管紧张素受体、缓激肽受体、血管加压素受 体
❖光子受体：第二信使cGMP
G蛋白转导素
核受体
➢ 这类受体在细胞内与配基结合后移入细胞 核，配基受体复合物在核内直接影响基因 表达。
➢ 包括糖皮质激素受体、维生素D受体、视 黄酸受体、甲状腺素受体等。
信号转导级联
激酶
p
磷酸酶 p
p
细胞反应
❖ 基因表达 ❖ DNA合成激活 ❖ 蛋白质合成改变 ❖ 细胞骨架重排 ❖ 离子通透性变化 ❖ 细胞代谢酶变化

03 肿瘤细胞信号转导与血管生成
肿瘤细胞通过信号转导通路调节血管生成，为肿 瘤提供营养和氧气，促进肿瘤生长和扩散。
信号转导异常与代谢性疾病
01
胰岛素信号转导与 糖尿病
胰岛素信号转导通路的异常可导 致胰岛素抵抗和糖尿病的发生， 影响糖代谢和脂肪代谢。
02
瘦素信号转导与肥 胖
瘦素信号转导通路的异常可导致 肥胖的发生，影响能量代谢和脂 肪分布。
03
炎症信号转导与非 酒精性脂肪肝
炎症信号转导通路的异常可导致 非酒精性脂肪肝的发生，影响脂 肪代谢和炎症反应。
信号转导异常与神经退行性疾病
Tau蛋白磷酸化与神经退行性疾病
Tau蛋白的异常磷酸化是神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病的重要特征，影响神 经元突起生长和神经元网络连接。
α-synuclein异常磷酸化与帕金森病
信号转导蛋白
01
信号转导蛋白是一类在细胞内传递信息的蛋白质，包括G蛋白、 酶和离子通道等。
02
G蛋白是一类位于细胞膜上的三聚体GTP结合蛋白，能够偶联受
体和效应器，起到传递信号的作用。
酶是另一类重要的信号转导蛋白，能够催化细胞内的生化反应
03
，如磷酸化、去磷酸化等，从而调节细胞的生理功能。
效应蛋白
基因敲入技术
通过将特定基因的突变版本引入细胞 或生物体中，以研究基因突变对细胞 信号转导的影响。
蛋白质组学技术
01
蛋白质印迹
通过抗体检测细胞中特定蛋白质的表达和修饰情 况，了解蛋白质在信号转导中的作用。
02
蛋白质相互作用研究
利用蛋白质组学技术，如酵母双杂交、蛋白质芯 片等，研究蛋白质之间的相互作用和复合物的形
细胞信号转导是生物体感受、传递、放大和响应 外界刺激信息的重要过程，是生物体内一切生命 活动不可缺少的环节。

➢ 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

1.亲水性：
包括大部分激素、生长因子、细胞因子 及神经递质。它们不能穿过细胞膜，须与细 胞膜上相应受体结合，后将细胞外信息分子 （第一信使）转换为细胞内信息分子（第二 信使），然后通过一系列细胞内信号转导途 径，将信号传递到效应器，产生相应的生物 效应。
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2.亲脂性：
能直接穿过细胞膜，如甾类激素、甲状 腺素、前列腺素、1,25(OH)2D3。亲脂性信息 分子的受体在细胞质或细胞核上。当它们与 受体结合后，其复合物能与DNA特异区结合， 调控基因表达，产生相应的生物效应。
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（二）细胞间信号传递类型：
1.直接接触型：
细胞间信号传递通过细胞膜结合分子 的相互识别与粘合进行信息交流。介导这 种作用的多数为细胞粘附分子及一些膜的 糖被结构。它在免疫反应及个体发育中起 作用。
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2.直接联系型：
相邻的细胞通过细胞之间缝隙连接 （ gap junction）进行信号传递。缝隙 连接由相邻两个细胞膜的跨膜蛋白组成 两个半通道对接而成，通道中间孔径为 1.5-2nm。见于上皮、神经元、平滑肌、 心肌等细胞之间信号传递。缝隙连接在 细胞增殖调控，胚胎发育，代谢协调及 神经细胞的电偶联传导等方面发挥重要 作用。
细胞与细胞之间相互联系及细胞对外来刺
激的反应是细胞生命活动的重要表现。它依赖
于复杂细胞通讯网来完成，从而调控机体内每
个细胞的生长、分化和物质代谢，以保证整个
机体生命活动的正常进行。
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一 概述
（一）概念： 将信号由细胞外传到细胞内，引起细
胞内代谢和基因表达改变称为信号转导 （signal transduction）。信号转导系统 是由能接受信号的特定受体，受体后的信 号转导途径以及其作用效应所组成。

1、通过刺激或抑制型G蛋白 胰高血糖素 受体激活 催化 Gs的 β肾上腺素能 GDP与GTP交 ACTH 换—— αs- GTP AC ATP cAMP
βr复合体（与α亚基拮抗）
医学 10
2、通过抑制型G蛋白 α2肾上腺素能 M2胆碱能 生长激素抑制素 胰岛素 cAMP是重要的第二信使，其对细胞的调节作 用是激活蛋白激酶A， PKA来实现的。
医学 18
钙通路：
Ca++作为第二信使 启动多种细胞反应
(+) β细胞—胰岛素
触发肌收缩
与钙调蛋白结合（+） Ca++ -CaM激酶
医学
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Ca++-钙调蛋白依赖性蛋白激酶通路： （Ca++-CaM－K）
钙调蛋白为钙结合蛋白，是细胞内重要的 调节蛋白。CaM是一条多肽链组成的单体 蛋白。人体的CaM有4个Ca++结合位点， Ca++与CaM结合，其构象发生改变而激活 Ca++-CaM-K。
一、G蛋白介导的细胞信号转导途径 G蛋白质是一组可与鸟嘌呤核苷酸可逆性
结合，位于细胞膜浆面的外周蛋白，分两 类①由αβγ 三个亚基组成三聚体，在
膜受体与效应器之间的信号转导中起中介
作用；②小分子G蛋白,只具有G蛋白α亚 基的功能，在细胞内进行信号转导。
医学 7
G蛋白偶联受体为只含一条肽链的糖蛋白，N端 在细胞外侧，C端在细胞内侧，中段形成七个 跨膜结构和三个细胞外环和内环，浆面第三个
环能与鸟苷酸结合蛋白（guanylate binding
protein）——G蛋白相偶联，当受体被激活时， Gα上GDP为GTP取代 酶活性 第二信使 GTP-Ga和Gβγ 影响 蛋白激酶 生物效应。

斑、主动脉狭窄 3′TCCAGTACTGGA5′
产生的切应力等。
7岁时每于剧烈运动即心绞痛发作 （1）直接作用于离子通道：如视网膜光感受器，使Na离子通道
➢ 胰岛素 受体 异常对胰岛素反应性↓
抗 n-Ach受体抗体
8岁时奔跑后突发前室间隔心肌梗死 即催化某一反应的蛋白质由上一步反应的产物激活或抑制。
膜受体被激活
激活G蛋白 活化磷脂酶C（PLC）
催化细胞膜上的4，5-磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）分解生成： 二酰甘油（DAG） 1，4，5-肌醇三磷酸（IP3）
（IP3使胞内Ca2+库中的Ca2+释放到细胞质中）
Activation of PKC through G protein coupled receptor
（二） 受体的分类 1、细胞表面受体：可分为离子通道受体、G蛋白偶联受体、具有 酶活性的受体---水溶性化学信号分子及其他细胞表面信号分子 2、细胞内受体：位于胞浆或胞核内 --- 脂溶性化学信号分子
（三）常见的膜受体
1、具有酶活性的受体 举例：酪氨酸蛋白激酶相关受体
①结构：配体结合区-----越膜区 ----- 激酶活性区 ②机制：
Ca2+∙CaM依赖 性蛋白激酶
PKC
（同一类受体可产生多种第二信号；不同 种类受体可产生同一第二信号。 表明细 胞内的不同信号转导通路并非独立存在， 而是存在着多种交互的联系）
级联反应： 即催化某一反应的蛋白质由上一步反应的产物激活或抑制。
优点： ①通过单一种类的
化学分子便可调节一系 列酶促反应
Nitric Oxide Signaling Pathway
五、蛋白激酶使底物磷酸化：
受体类型/效应器： 偶联G 蛋 白受体