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第八章 细胞信号转导 第一节 概述 第二节 细胞内受体介导的信号转导 第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导 第四节 酶连受体介导的信号转导 第五节 信号的整合与控制 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 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产生相应反应的过程。 细胞通讯主要有三种方式： 1 细胞间隙连接 2 膜表面分子接触通讯 3 化学通讯 二、信号转导系统及其特性 （一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白 （二）细胞内信号蛋白的相互作用 （三）信号转导系统的主要特性 细胞信号途径的4个步骤 第一步：受体特异性识别胞外信号 第二步：跨膜信号转导 第三步：信号放大，产生生物学效应 第四步：反馈终止或降低细胞反应 信号转导系统的基本特征 特异性 放大作用 信号终止或下调 细胞对信号的整合作用 第二节 细胞内受体介导的信号转导 一、细胞内核受体及其对基因表达的调节 二、NO作为气体信号分子进入靶细胞直接与酶结合 二、NO信号分子的作用机制 NO可快速扩散透过细胞膜，作用于邻近细胞。 血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞，NO的生成由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）催化，以L精氨酸为底物，以NADPH作为电子供体，生成NO和L-瓜氨酸。 NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。 NO的作用机理： 乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。 硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。 1998年R．Furchgott等三位美国科学家因对NO信号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。 第三节 G蛋白耦联受体介导的信号转导 一、G蛋白耦联受体的结构与激活 二、G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路 以cAMP为第二信使的信号通路 磷脂酰肌醇双信使信号通路 G蛋白耦联受体介导离子通道的调控 G蛋白耦联型受体：7次跨膜蛋白，胞外结构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使。 类型：①多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体，②味觉、视觉和嗅觉感受器。 相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。 G蛋白 G蛋白：即：trimeric GTP-binding regulatory protein(三聚体GTP结合调节蛋白）。 组成：αβγ三个亚基， α 和γ亚基属于脂锚定蛋白。 作用：分子开关，α亚基结合GDP处于关闭状态，结合GTP处于开启状态。α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态，其GTP酶的活性能被GAP增强。 （2）活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）； （3）腺苷酸环化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP。 (4)蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成。cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。 （5）环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase, PDE）：降解cAMP生成5’-AMP，起终止信号的作用。 cAMP信号途径可表示为： 激素→ G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白磷酸化→基因转录。 不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同： 在肌肉细胞，1秒钟内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸，而抑制糖原合成。 在某些分泌细胞，需要几个小时， 激活的PKA 进入细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。CRE（cAMP response element ）是DNA上的调节区域。 2、磷脂酰肌醇双信使信号通路 胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-β），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DAG）。 IP3开启胞内IP3门控钙离子通道，Ca2+浓度升高，激活钙调蛋白（CaM）等Ca2+依赖蛋白 ； DAG在Ca2+协助下激活蛋白激酶C（PKC）。 钙调蛋白（calmodulin，CaM）可结合钙离子将靶蛋白（如：钙调蛋白激酶CaM-Kinase）活化。 蛋白激酶C位于细胞质，Ca2+浓度升高时，PKC转位到质膜内表面，被DG活化，PKC属蛋白丝氨酸/苏氨酸激