下页 返回 结束上页第九章 细胞通讯与信号转导第一节 细胞识别第二节 信号的跨膜传递通路第三节 第二信使及其功能思考题上页 下页 返回 结束
细胞通讯 (cell communication)是指一个细胞发出的信息可通过介质传递到另一个细胞，通过受体的识别和信号传递作用引起细胞产生相应的生物效应。
细胞通讯细胞通讯有三种方式：
（ 1）细胞通过信号分子进行相互通讯；
（ 2）细胞间直接接触相互通讯；
（ 3）细胞间通过间隙连接相互通讯。 ok
上页 下页 返回 结束细胞通讯的路径
细胞通讯通过,细胞识别?
信号跨膜传递? 生物效应。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个首要环节，其分子基础是 膜受体 。
上页 下页 返回 结束受体是细胞膜或细胞内的功能性糖蛋白，
可特异地识别配体并与之结合，引起相应的生物效应。
配体是 细胞外的信号分子，如：激素、药物、
神经递质、毒素等。
膜受体,细胞膜上特异性的蛋白质或脂类分子。
受体,膜受体胞内受体
（一）膜受体的概念上页 下页 返回 结束
（二）膜受体的特性
特异性
高亲和性
可饱和性
可逆性上页 下页 返回 结束
调节部位
催化单位
转换单位
（三）膜受体的分子结构上页 下页 返回 结束
（四）膜受体类型
离子通道受体,如 N-AchR为 Na+通道，
r-氨基丁酸受体的 Cl- 通道
催化受体,有 TPK 活性，如 EGFR,PDGFR 等。
偶联 G蛋白受体,有 G蛋白介导，如 多巴胺受体等。
单体型受体：一个蛋白分子复合型受体：两个或多个蛋白分子上页 下页 返回 结束膜受体类型,
离子通道受体 摧化受体 偶联 G蛋白受体图示 细胞表面信号三类受体模式图上页 下页 返回 结束
（五）膜受体的功能膜受体的分布：
同一个细胞上有不同的受体不同的细胞上有相同和不同的受体膜受体的功能：
信号跨膜传递
细胞识别上页 下页 返回 结束细胞与细胞之间的识别白细胞吞噬细菌等异物精卵结合而不与其他细胞结合；
巨噬细胞吞噬衰老红细胞细胞识别,细胞与细胞之间或细胞与分子之间的认识和鉴别。
细胞与分子之间的识别：
与大分子如 LDL识别，介导内吞与细胞膜上分子识别，介导粘附与激素、神经递质分子识别，介导信号传导上页 下页 返回 结束
细胞识别的方式,受体 与其识别的配体间有互补的结构关系，可识别并互补结合 。 ok
上页 下页 返回 结束信号的跨膜传递
（一）离子通道受体的信息传导机制：
受体自身为离子通道，信号（神经递质）与受体识别结合，开闭通道，离子流动，改变细胞膜的兴奋性。
（二）催化受体的信息传导机制：
自身是酶，具有 TPK活性，主要是一些生长因子的受体，与配体结合即活化，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，引起细胞反应。
（三）偶联 G蛋白受体的信息传导机制：
由 G蛋白介导,将信息传递给第二信使,引起一系列胞内生物效应。
上页 下页 返回 结束
G蛋白,鸟苷酸结合蛋白的总称，其共同特征是：
由三个亚单位组成；
位于 细胞膜受体与效应器之间的转导蛋白；
具有结合 GDP或 GTP的能力，有 GTP酶活性；
可 激活效应蛋白，实现信息转导功能。
上页 下页 返回 结束偶联 G蛋白受体的信息传导途径：
CAMP信号途径
CGMP信号途径
IP3信号途径
DG信号途径
Ca2+信号途径上页 下页 返回 结束
1,CAMP信号途径,
信号与受体结合，受体活化，构象改变，暴露与 G
蛋白的结合部位。
配体－受体复合物与 G蛋白结合,G活化,Gsα 构象改变，结合 GTP
Gsα -GTP复合物与 βγ分离，暴露与 AC的结合部位。
Gsα -GTP与 AC结合，
AC活化，分解 ATP
为 CAMP
Gsα 分解 GTP为 GDP，构型改变，与 AC分离,AC
失活,Gsα 与 βγ结合，
恢复静息状态。
信号（配体）
图示 GS信号转导过程模式图上页 下页 返回 结束
CAMP信号途径刺激型信号途径 抑制型信号途径刺激型信号 抑制型信号
Rs Ri
Gs Gi
AC
ATP→ CAMP 抑制被磷酸二酯酶降解上页 下页 返回 结束上页 下页 返回 结束
2,CGMP信号途径与 CAMP途径相似，比较如下,
CAMP途径 CGMP途径
效应型 AC GC
分布 AC在膜上 GC在膜或细胞质中
第二信使 CAMP CGMP
含量 多 少，为 CAMP的 1/10
功能 分化 分裂
举例 肝细胞上 β 肾上腺素受体 视杆细胞的光感效应介导的糖元分解上页 下页 返回 结束
CG
M
P
信号途径上页 下页 返回 结束
3、甘油二酯和三磷酸肌醇途径
细胞膜中约 5%的肌醇磷脂（ PI）,分布于膜内层，
在 ATP作用下,PI磷酸化形成 PIP2 （ 4,5二磷酸肌醇）。
受体 +配体? 活化 Gp
Gp +磷脂酶 C? 磷脂酶 C活化
P1P2? IP3+DAG
（第二信使）
上页 下页 返回 结束甘油二酯和三磷酸肌醇途径的模式图上页 下页 返回 结束甘油二酯和三磷酸肌醇途径与 CAMP途径比较：
CAMP途径 甘油二酯和三磷酸肌醇途径
G蛋白 Gs Gi Gp
效应器 AC 磷脂酶 C
底物 ATP P1P2
第二信使 CAMP IP3 DAG
上页 下页 返回 结束
4,Ca2+信号途径
Ca2+进入胞质的两种途径：
通过膜 Ca2+通道
胞外?胞质内通过 ER上 Ca2+通道
内质网库?胞质内上页 下页 返回 结束
Ca2+进入胞质的过程：
Ca2+受体激活? G蛋白活化? 打开细胞膜 Ca2+通道
IP3? 打开细胞内钙库膜 Ca2+通道
导致胞质内 [Ca2+]上升导致胞内 [Ca2+]上升上页 下页 返回 结束信使分为三大类：
第一信使：配体，如激素、药物、神经递质等第二信使：胞质中的信号物质 CAMP,CGMP、
Ca2+,IP3,DG
第三信使：细胞核中的信号物质上页 下页 返回 结束
第一信使通过膜受体的转导作用将信息指令传给第二信使，由第二信使启动并指导完成胞内一系列生物效应。
第二信使的作用：直接作用于效应蛋白如离子通道，
产生相应的生物效应或激活细胞内的蛋白激酶系统，
引起级联反应，产生生物效应。
第三信使直接调节基因的活动。 ok
上页 下页 返回 结束第二信使的作用
cAMP的作用
cAMP? PKA （ 绝大多数细胞）,调节代谢，促进细胞分化。
离子 通 道（嗅上皮细胞），
调节离子通道的通透性。
上页 下页 返回 结束
cGMP的作用
cGMP? PKG（ 绝大多数细胞）,调节代谢，促进细胞分裂。
离子能道（视网膜光感受器）,调节离子通透性。
上页 下页 返回 结束
IP3? ER上 IP3受体?钙库释放 Ca2+?胞内 Ca2+上升?级联反应?生物效应；
DAG?蛋白激酶 C?蛋白酶的磷酸化?生物效应；
Ca2+? CaM,Ca2+的作用广泛，如肌肉收缩、
Ach释放等。
IP3,DAG,Ca2+的作用：
上页 下页 返回 结束例如
：
肾上腺素引起肝细胞糖元分解上页 下页 返回 结束在信号转导过程中，信号逐级放大上页 下页 返回 结束信号与细胞效应总结图示 第一信号、第二信号与细胞效应上页 下页 返回 结束思考题
1,解释下列名词：
细胞通讯 细胞识别膜受体 配体第二信使 G蛋白
2,简述膜受体的类型,特性和功能 。
3,以肾上腺素引起肝糖原分解为例,说明细胞通讯的过程 。
4,试比较 cAMP,cGMP,DG和 IP3信号途径的差别 。
细胞通讯 (cell communication)是指一个细胞发出的信息可通过介质传递到另一个细胞，通过受体的识别和信号传递作用引起细胞产生相应的生物效应。
细胞通讯细胞通讯有三种方式：
（ 1）细胞通过信号分子进行相互通讯；
（ 2）细胞间直接接触相互通讯；
（ 3）细胞间通过间隙连接相互通讯。 ok
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细胞通讯通过,细胞识别?
信号跨膜传递? 生物效应。
可见，细胞识别是细胞通讯的一个首要环节，其分子基础是 膜受体 。
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可特异地识别配体并与之结合，引起相应的生物效应。
配体是 细胞外的信号分子，如：激素、药物、
神经递质、毒素等。
膜受体,细胞膜上特异性的蛋白质或脂类分子。
受体,膜受体胞内受体
（一）膜受体的概念上页 下页 返回 结束
（二）膜受体的特性
特异性
高亲和性
可饱和性
可逆性上页 下页 返回 结束
调节部位
催化单位
转换单位
（三）膜受体的分子结构上页 下页 返回 结束
（四）膜受体类型
离子通道受体,如 N-AchR为 Na+通道，
r-氨基丁酸受体的 Cl- 通道
催化受体,有 TPK 活性，如 EGFR,PDGFR 等。
偶联 G蛋白受体,有 G蛋白介导，如 多巴胺受体等。
单体型受体：一个蛋白分子复合型受体：两个或多个蛋白分子上页 下页 返回 结束膜受体类型,
离子通道受体 摧化受体 偶联 G蛋白受体图示 细胞表面信号三类受体模式图上页 下页 返回 结束
（五）膜受体的功能膜受体的分布：
同一个细胞上有不同的受体不同的细胞上有相同和不同的受体膜受体的功能：
信号跨膜传递
细胞识别上页 下页 返回 结束细胞与细胞之间的识别白细胞吞噬细菌等异物精卵结合而不与其他细胞结合；
巨噬细胞吞噬衰老红细胞细胞识别,细胞与细胞之间或细胞与分子之间的认识和鉴别。
细胞与分子之间的识别：
与大分子如 LDL识别，介导内吞与细胞膜上分子识别，介导粘附与激素、神经递质分子识别，介导信号传导上页 下页 返回 结束
细胞识别的方式,受体 与其识别的配体间有互补的结构关系，可识别并互补结合 。 ok
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（一）离子通道受体的信息传导机制：
受体自身为离子通道，信号（神经递质）与受体识别结合，开闭通道，离子流动，改变细胞膜的兴奋性。
（二）催化受体的信息传导机制：
自身是酶，具有 TPK活性，主要是一些生长因子的受体，与配体结合即活化，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，引起细胞反应。
（三）偶联 G蛋白受体的信息传导机制：
由 G蛋白介导,将信息传递给第二信使,引起一系列胞内生物效应。
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G蛋白,鸟苷酸结合蛋白的总称，其共同特征是：
由三个亚单位组成；
位于 细胞膜受体与效应器之间的转导蛋白；
具有结合 GDP或 GTP的能力，有 GTP酶活性；
可 激活效应蛋白，实现信息转导功能。
上页 下页 返回 结束偶联 G蛋白受体的信息传导途径：
CAMP信号途径
CGMP信号途径
IP3信号途径
DG信号途径
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1,CAMP信号途径,
信号与受体结合，受体活化，构象改变，暴露与 G
蛋白的结合部位。
配体－受体复合物与 G蛋白结合,G活化,Gsα 构象改变，结合 GTP
Gsα -GTP复合物与 βγ分离，暴露与 AC的结合部位。
Gsα -GTP与 AC结合，
AC活化，分解 ATP
为 CAMP
Gsα 分解 GTP为 GDP，构型改变，与 AC分离,AC
失活,Gsα 与 βγ结合，
恢复静息状态。
信号（配体）
图示 GS信号转导过程模式图上页 下页 返回 结束
CAMP信号途径刺激型信号途径 抑制型信号途径刺激型信号 抑制型信号
Rs Ri
Gs Gi
AC
ATP→ CAMP 抑制被磷酸二酯酶降解上页 下页 返回 结束上页 下页 返回 结束
2,CGMP信号途径与 CAMP途径相似，比较如下,
CAMP途径 CGMP途径
效应型 AC GC
分布 AC在膜上 GC在膜或细胞质中
第二信使 CAMP CGMP
含量 多 少，为 CAMP的 1/10
功能 分化 分裂
举例 肝细胞上 β 肾上腺素受体 视杆细胞的光感效应介导的糖元分解上页 下页 返回 结束
CG
M
P
信号途径上页 下页 返回 结束
3、甘油二酯和三磷酸肌醇途径
细胞膜中约 5%的肌醇磷脂（ PI）,分布于膜内层，
在 ATP作用下,PI磷酸化形成 PIP2 （ 4,5二磷酸肌醇）。
受体 +配体? 活化 Gp
Gp +磷脂酶 C? 磷脂酶 C活化
P1P2? IP3+DAG
（第二信使）
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CAMP途径 甘油二酯和三磷酸肌醇途径
G蛋白 Gs Gi Gp
效应器 AC 磷脂酶 C
底物 ATP P1P2
第二信使 CAMP IP3 DAG
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4,Ca2+信号途径
Ca2+进入胞质的两种途径：
通过膜 Ca2+通道
胞外?胞质内通过 ER上 Ca2+通道
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Ca2+进入胞质的过程：
Ca2+受体激活? G蛋白活化? 打开细胞膜 Ca2+通道
IP3? 打开细胞内钙库膜 Ca2+通道
导致胞质内 [Ca2+]上升导致胞内 [Ca2+]上升上页 下页 返回 结束信使分为三大类：
第一信使：配体，如激素、药物、神经递质等第二信使：胞质中的信号物质 CAMP,CGMP、
Ca2+,IP3,DG
第三信使：细胞核中的信号物质上页 下页 返回 结束
第一信使通过膜受体的转导作用将信息指令传给第二信使，由第二信使启动并指导完成胞内一系列生物效应。
第二信使的作用：直接作用于效应蛋白如离子通道，
产生相应的生物效应或激活细胞内的蛋白激酶系统，
引起级联反应，产生生物效应。
第三信使直接调节基因的活动。 ok
上页 下页 返回 结束第二信使的作用
cAMP的作用
cAMP? PKA （ 绝大多数细胞）,调节代谢，促进细胞分化。
离子 通 道（嗅上皮细胞），
调节离子通道的通透性。
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cGMP的作用
cGMP? PKG（ 绝大多数细胞）,调节代谢，促进细胞分裂。
离子能道（视网膜光感受器）,调节离子通透性。
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IP3? ER上 IP3受体?钙库释放 Ca2+?胞内 Ca2+上升?级联反应?生物效应；
DAG?蛋白激酶 C?蛋白酶的磷酸化?生物效应；
Ca2+? CaM,Ca2+的作用广泛，如肌肉收缩、
Ach释放等。
IP3,DAG,Ca2+的作用：
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：
肾上腺素引起肝细胞糖元分解上页 下页 返回 结束在信号转导过程中，信号逐级放大上页 下页 返回 结束信号与细胞效应总结图示 第一信号、第二信号与细胞效应上页 下页 返回 结束思考题
1,解释下列名词：
细胞通讯 细胞识别膜受体 配体第二信使 G蛋白
2,简述膜受体的类型,特性和功能 。
3,以肾上腺素引起肝糖原分解为例,说明细胞通讯的过程 。
4,试比较 cAMP,cGMP,DG和 IP3信号途径的差别 。
