29 第二十一章 细胞信息传递2.2.ppt

第1页：细胞信息转导（二）

细胞信息转导（二）：本页为课件封面，标示本章主题与内容框架。

• cAMP-蛋白激酶A与Ca2+依赖性蛋白激酶途径
• cGMP、酪氨酸蛋白激酶体系与TGF-β途径
• 胞内受体介导途径、通路交互联系与疾病关系

第2页：信息物质

信息物质：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•信息物质•受体•信息的转导途径•信息转导途径的交互联系•信息转导与疾病细胞间信息物质细胞内信息分子膜受体介导胞内受体介导…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第3页：信息的转导途径

信息的转导途径：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：第三节信息的转导途径（Signal Transduction Pathway）…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第4页：膜受体介导的信息传递

膜受体介导的信息传递：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•膜受体介导的信息传递(一) cAMP-蛋白激酶途径(二) Ca2+-依赖性蛋白激酶途径(三) cGMP-蛋白激酶途径(四) 酪氨酸蛋白激酶途径(五) 核因子κB途径(六) TGF-b途径•胞内受体介导的信息传递…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第5页：cAMP-蛋白激酶途径

cAMP-蛋白激酶途径

• cAMP的生成与分解胰高血糖素、肾上腺素促肾上腺皮质激素靶细胞质膜上的特异性受体G蛋白(Gs)腺苷酸环化酶(AC)ATPcAMP5’-AMP磷酸二酯酶胰岛素等＋G蛋白(Gi)＋

第6页：cAMP-蛋白激酶途径反应流程图

cAMP-蛋白激酶途径反应流程图：本页为化学结构式与反应式页，源文件以分子式与反应符号形式提取：cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第7页：cAMP的作用机制

cAMP的作用机制

• cAMP 对细胞的调节作用是通过激活cAMP 依赖性蛋白激酶(蛋白激酶A, PKA)系统来实现的。CCRR+ 4 cAMPCC+RRcAMPcAMPcAMPcAMP

第8页：PKA的作用

PKA的作用

• 对代谢的调节作用PKA催化代谢酶磷酸化，通过共价修饰作用调节酶的活性，从而调节物质代谢
• 对基因表达的调节作用PKA催化CREB中特定的丝/苏氨酸残基磷酸化，使CREB形成同源二聚体，与DNA上的CRE结合，从而激活受CRE调控的基因转录。

第9页：cAMP-蛋白激酶途径反应流程图：ATP

cAMP-蛋白激酶途径反应流程图：ATP：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RR2 cAMP2 cAMPCREBNPi Pi Pi转录活化域DNA结合域细胞膜核膜cAMP-蛋白激酶途径…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第10页：ＣＣ结构

ＣＣ结构：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：ＣＣ结构基因ＣＲＥＢ细胞核PiPiＣＲＥDNA蛋白质ＣＲＥＢPiＣＲＥＢＣＲＥＢPi核膜ＣPKA对基因表达的调节作用…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第11页：PKA对底物蛋白

PKA对底物蛋白的磷酸化作用底物蛋白磷酸化的后果生理意义组蛋白失去对转录的阻遏作用加速转录，促进蛋白质的合成核中酸性蛋白质加速转录加速转录，促进蛋白质的合成核蛋白体蛋白加速翻译促进蛋白质的合成细胞膜蛋白膜蛋白构象及功能改变改变膜对水及离子的通透性微管蛋白构象和功能改变影响细胞分泌心肌肌原蛋白易与Ca2+结合加强心肌收缩心肌肌浆网膜蛋白加速Ca2+摄入肌浆网加速肌纤维舒张肾上腺素能β受体蛋白影响受体功能脱敏化及下调

第12页：Ca2+-依赖性蛋白激酶途径

Ca2+-依赖性蛋白激酶途径

• Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素、抗利尿激素靶细胞质膜上的特异性受体G蛋白(Gp)磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC) 磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)IP3+ DAG

第13页：Ca2+-依赖性蛋白合成

DAG，IP3的生物合成

第14页：Ca2+-依赖性蛋白要点说明

DAG生成后仍留在质膜上，在磷脂酰丝氨酸和Ca2+的配合下，激活蛋白激酶C（PKC）。IP3生成后，从膜上扩散至胞浆中与内质网和肌浆网上的受体结合，从而促进这些钙储库内的Ca2+迅速释放，使胞浆内Ca2+浓度升高。在DAG和膜磷脂共同诱导下，PKC被激活。

第15页：PKC的结构与生理功能

PKC的结构与生理功能

• PKC的结构与分型其氨基酸序列有四个保守区（C1、C2、C3、C4 )和可变区（Ｖ），分为调节结构域和催化结构域。C1：富含Cys，DAG、ATP结合部位C2：Ca2+结合部位调节结构域C3：ATP 结合部位C4：结合底物并进行磷酸化转移的场所催化结构域

第16页：PKC的生理功能

PKC的生理功能

• 对代谢的调节作用催化一系列靶蛋白的丝/苏氨酸残基磷酸化而改变功能蛋白的活性和性质。靶蛋白包括质膜受体、膜蛋白和多种酶，从而影响细胞内信息的传递，启动一系列生理、生化反应。

第17页：对基因表达的调节作用早期反应

对基因表达的调节作用早期反应

• 磷酸化立早基因(immediate-early gene)的反式作用因子，加速立早基因表达，合成第三信使。晚期反应：第三信使受磷酸化修饰后，最终活化晚期反应基因并导致细胞增生或核型变化。

第18页：Ca2+-依赖性蛋白要点说明

PKC 对基因的早期活化和晚期活化

第19页：Ca2+-依赖性蛋白反应流程图

Ca2+-依赖性蛋白反应流程图：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•Ca2+-钙调蛋白（CAM）依赖性蛋白激酶途径Ca2+浓度≥10-2mmol/LCa2+与CaM结合Ca2+-CaM激酶磷酸化蛋白质的丝/苏氨酸残基激活功能蛋白或使之失活…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第20页：cGMP-蛋白反应流程图

cGMP-蛋白反应流程图：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：（三）cGMP-蛋白激酶途径信息分子靶细胞膜受体/胞内可溶性受体鸟苷酸环化酶(GC)GTPcGMPcGMP依赖性蛋白激酶（蛋白激酶G）有关蛋白或有关酶类的丝/苏氨酸残基磷酸化…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第21页：使有关蛋白

使有关蛋白或酶类的丝、苏氨酸残基磷酸化PKG的功能NOGCPKG蛋白质磷酸化GCGTPcGMP激素R胞膜* 生理效应：如心钠素、NO舒张血管平滑肌。可溶性受体

第22页：酪氨酸蛋白激酶体系

酪氨酸蛋白激酶体系

• 酪氨酸蛋白激酶(tyrosine-protein kinase, TPK )
• 受体型TPK：催化型受体，位于细胞质膜上。当与配体结合后，大多数发生二聚化而被激活，自身磷酸化
• 非受体型TPK：位于胞浆中，常与非催化型受体偶联而发挥作用。

第23页：酪氨酸蛋白激酶体系要点说明

酪氨酸蛋白激酶体系要点说明

• 受体型TPK-Ras-MAPK途径组成：催化性受体，GRB2, SOS, Ras蛋白, Raf蛋白，MAPK系统GRB2(growth factor receptor bound protein 2)：接头蛋白，含有SH2和SH3结构域SOS (son of sevenless)：富含脯氨酸，可与SH3结合；并具有核苷酸转移酶活性，促使Ras的GDP换成GTPRas蛋白：原癌基因产物，类似于G蛋白的G亚基Raf蛋白：具有丝/苏氨酸蛋白激酶活性MAPK (mitogen-activated protein kinase)系统

第24页：细胞外信号

细胞外信号催化型受体自身磷酸化，并磷酸化中介分子GRB2和SOS激活Ras蛋白(Ras-GTP)活化Raf蛋白(丝氨酸/苏氨酸激酶活性)激活有丝分裂原蛋白激酶系统（mitogen-activated kinase, MAPK）

第25页：酪氨酸蛋白激酶体系要点说明：苏氨酸

MAPK系统包括MAPK，MAPK激酶（MAPKK）和MAPKK激酶（MAPKKK），它们是一组酶兼底物的蛋白分子。其中MAPK可催化细胞核内许多反式作用因子的丝/苏氨酸残基磷酸化，导致基因转录或关闭。受体型TPK活化后还可通过腺苷酸环化酶、多种磷脂酶等发挥调控基因表达的作用。

第26页：细胞外信号：GTP

细胞外信号EGF、PDGF等具TPK活性的受体GRB2PSOSPRas-GTPPRaf调节其他蛋白活性MAPKKPMAPKKKP细胞核P反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化MAPKP

第27页：酪氨酸蛋白激酶体系要点说明：受体

酪氨酸蛋白激酶体系要点说明：受体

• JAKs-STAT途径配体非催化型受体活化JAKs激活STAT调节基因转录* 非催化性受体* JAKs (janus kinases)* 信号转导子和转录激动子(signal transductors and activators of transcription ，STAT)组成

第28页：干扰素激活

干扰素激活JAK、STAT，并诱导STAT复合体核内转移及调节基因转录机制

第29页：核因子κB

核因子κB（nuclear factor-κB, NF-κB）体系主要涉及机体防御反应、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡以及肿瘤生长抑制过程的信息传递。NF-κB在胞浆内可与抑制性蛋白质（包括Iκ Bα、Iκ Bγ、Bcl-3等）结合形成无活性的复合物，而抑制性蛋白被磷酸化后其构象发生改变而从NF-κB脱落，NF-κB得以活化（五）核因子κB途径

第30页：肿瘤坏死因子

肿瘤坏死因子(TNF)相应受体第二信使Cer等磷酸化抑制性蛋白抑制性蛋白质构象改变而从NF-κB脱落，NF-κB活化进入细胞核，形成环状结构与DNA接触，并启动或抑制有关基因的转录。PKC，PKA等病毒感染、脂多糖、活性氧中间体、佛波酯、双链RNA等

第31页：NF-B的激活过程示意图

NF-B的激活过程示意图

第32页：TGF-β途径要点说明

（六）TGF-β途径TGF-β与细胞膜表面的TbR-Ⅱ结合，形成二元复合物。TbR-I不能单独与TGF-β自由结合。它是在TbR-Ⅱ与TGF-β结合形成二元复合物后，识别这个二元复合物，并与之结合形成三元复合物。在此过程中，TbR-Ⅱ胞浆区的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域，可将TbR-Ⅰ胞浆区GS结构域的丝氨酸/苏氨酸磷酸化，而使TbR-Ⅰ活化。活化的TbR-Ⅰ再进一步作用于细胞内的下游分子，使TGF-β的信号向细胞内转导。

第33页：

第34页：TGF-β途径要点说明：受体

TGF-β途径要点说明：受体

• SMAD家族是最早被证实的TβR-Ⅰ激酶的底物,是Drosophila Mother against dpp (Mad)和C elegans (Sma)两个基因的名字的融合。已克隆出9种SMAD，可将其归结成三大类
• 受体调节的SMADs (receptor-regulated-SMAD，R-SMADs)
• 共同的偶配体SMADs (common-partner-SMAD，Co-SMADs)
• 抑制性SMADs (inhibitory-SMAD，I-SMADs)

第35页：胞内受体介导的信息传递

胞内受体介导的信息传递

• 细胞内受体
• 核内受体
• 胞浆内受体
• 通过细胞内受体调节的激素
• 类固醇激素：
• 甲状腺素（T3及T4）

第36页：类固醇激素

类固醇激素核内受体胞浆内受体受体构象改变，暴露出DNA结合区激素-受体复合物二聚体激素-受体复合物作为反式作用因子与DNA特异基因的激素反应元件(hormone response element,HRE)结合特异基因易于(或难于)转录

第37页：甲状腺素胞内的核受体

甲状腺素胞内的核受体：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：甲状腺素胞内的核受体线粒体膜上的甲状腺素受体甲状腺素-受体复合物与DNA上的甲状腺素反应元件(TRE)结合调节基因表达…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第38页：信息转导途径的交互联系

信息转导途径的交互联系：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：第四节信息转导途径的交互联系Cross Talk of Signal Transduction Pathways…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第39页：一条信息途径

一条信息途径

• 的成员，可参与激活另一条信息途径
• 两种不同的信息途径可共同作用于同一种效应蛋白或同一基因调控区而协同发挥作用
• 一种信息分子可作用几条信息传递途径

第40页：

第41页：信息传递与疾病

信息传递与疾病：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：第五节信息传递与疾病Signal Transduction and Diseases…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第42页：家族性高胆固醇血症

家族性高胆固醇血症：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•家族性高胆固醇血症------LDL受体缺陷•非胰岛素依赖型糖尿病---胰岛素受体数量减少或功能障碍•重症肌无力-----------乙酰胆碱受体缺陷•Laron型侏儒症--------促生长素受体障碍•帕金森氏病------------…

建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。

第43页：信息传递与疾病小结

信息传递与疾病小结：本页为小结页，归纳本部分核心结论与复习要点。

• 小结
• 细胞间信息物质的分为哪几类？
• 什么是受体？怎样分类？
• 受体作用的几个特点？
• 膜受体介导的信息传递途径有哪几种？
• 体内的第二信使有哪些？
• 信息传递的一般方式？