第十四章 信号转导:细胞内外信息的传递在高等生物生命活动中发挥重要的作用,这种跨膜信息传递过程包括信息物质、受体、信息传递途径等基本要素和受体识别、信号转导、细胞内效应等主要环节。信息物质包括细胞间信息物质和细胞内信息物质 1.细胞间信息物质:指由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质。主要有四大类:旁分泌信号、内分泌信号、突触分泌信号和自分泌信号。 2.细胞内信息物质:指在细胞内传递细胞调控信号的化学物质。 第二信使(secondary messenger)是在细胞内传递信息的小分子化合物,如Ca2+、二脂酰甘油(DAG)、N—脂酰鞘氨醇(Cer)、三磷酸肌醇(IP3)、cAMP、cGMP等。受体(receptor)是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合,进而引起生物学效应的特殊蛋白质,个别为糖脂。根据其细胞定位分为膜受体和胞内受体。1.膜受体:(1)环状受体,又称离子通道型受体。主要受神经递质等信息物质的调节。当神经递质与这类受体结合后使离子通道打开或关闭,从而改变膜的通透性。(2)蛇型受体,又称G蛋白偶联型受体。该受体为一条肽链的糖蛋白,N端在外侧,C端在胞内,7个螺旋结构跨膜,胞浆面第三环与G蛋白偶联,从而影响效应蛋白的活性。c  单个跨膜α螺旋受体分催化型受体和非催化型受体。前者受体本身在胞内区有潜在TPK作用,如胰岛素受体,当与激素结合时,就表现出TPK作用,自身磷酸化,并磷酸化底物蛋白的特定酪氨酸残基。后者无TPK作用,但该类受体在胞内区与有TPK作用的蛋白偶联,从而表现出TPK作用,如干扰素受体。而G蛋白是一种位于细胞膜胞浆面的转导蛋白质,由α、β、γ三个亚基组成,能与GTP或GDP结合,因而得名。与GTP结合有活性,与GDP结合无活性。G蛋白有多种,如Gs、Gi、Gp等。各种G蛋白的α亚基均有一个能被霍乱毒素或百日咳毒素进行ADP-核糖基化的修饰部位。(3)单个跨膜α螺旋受体:有酪氨酸蛋白激酶受体型和非酪氨酸蛋白激酶受体型。  2.胞内受体:其本质多为反式作用因子。当与相应配体结合后,能与DNA的顺式作用元件结合,调节基因转录,如类固醇激素受体。而配体(ligand)是能与受体特异结合的生物信息物质。受体与配体结合的特点如下:(1)有高度专一性  受体选择性地与特定配体结合,这是由分子的几何形状决定的。两者的结合通过反应基团的定位和分子构象的相互契合而实现。(2)有高度亲和力  亲和力多用Kd表示,Kd越小,亲和力越大。(3)可饱和性  增加配体至一定浓度,可使受体饱和。(4)可逆性  以非共价键结合,当生物效应发生后,两者解离。(5)特定的作用模式  受体在细胞内的分布有组织特异性,有特定的作用模式。出现特定的生理效应。信息传递途径有以下几种(一)膜受体介导的信息传递1.cAMP—蛋白激酶途径  第一信使:胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素、ACTH、TSH、PTH等  第二信使:cAMP蛋白激酶:PKA作用:(1)通过磷酸化某些酶,改变酶的活性,对代谢进行调节       (2)磷酸化CREB,调节CRE控制的基因转录2.Ca2+-依赖性蛋白激酶途径第一信使:促甲状腺素释放激素、去甲肾上腺素、ADH、乙酰胆碱、5-HT、P物质、血管紧张素Ⅱ等第二信使:Ca2+、DAG、IP3 蛋白激酶:PKC、Ca2+-CaM激酶作用:(1)磷酸化膜受体、膜蛋白和多种酶,对代谢进行调节(2)能磷酸化反式作用因子,促进立早基因和晚期反应基因的表达,表现为细胞增殖和分化。3.cGMP-蛋白激酶途径第一信使:心钠素、NO第二信使:cGMP蛋白激酶:PKG作用:磷酸化有关蛋白质,引起肌张力改变,产生生物学效应。    4.酪氨酸蛋白激酶途径    (1)受体型TPK—Ras—MAPK途径第一信使:胰岛素、生长因子、某些原癌基因编码的受体(2)JAKs—STAT途径第一信使:部分生长因子、大部分细胞因子、生长激素、干扰素(IFN)、红细胞生成素(EPO)、粒细胞集落刺激因子(G—CSF)等5.核因子κB途径与机体防御反应、组织损伤和应激、细胞分化和凋亡、肿瘤生长抑制过程有关。(二)胞内受体介导的信息传递类固醇激素、甲状腺素、1,25(OH)2-D3等与其胞内受体结合,影响特定基因的转录。类固醇激素的受体位于胞液或胞核内,当类固醇激素进入细胞与受体结合后,受体与热休克蛋白分离,而与激素结合为激素受体复合物,该复合物与激素反应元件(HRE)结合,从而促进或抑制某些特异基因的转录,引起生物学效应。信息传递途径的交互联系:细胞内各途径并非各自为政,而是交互联系,构成错综复杂的调节网络。14.1信号转导概述:记忆细胞通讯、信号转导的基本概念;能够复述细胞外化学信号分子的不同分类及其特点,正确率达到85%以上;准确记忆受体的概念和功能。
14.2细胞内的信号转导分子:能够复述第二信使的种类、生成过程以及在信号转导中的作用;能够复述丝、苏氨酸蛋白激酶和酪氨酸蛋白激酶在信号转导中的作用;准确背诵G蛋白的分类、结构和功能。
14.3G蛋白偶联受体介导的信号转导途径:记忆G蛋白偶联受体信号通路的基本模式,能够说明胰高血糖素、去甲肾上腺素和血管紧张素的信号通路,正确率达85%以上。
14.4蛋白激酶偶联受体介导的信号转导途径:能够复述MAPK、JAK-STAT、Smad、PI-3K以及NF-KB信号通路的基本过程,正确率达85%以上。
14.1信号转导概述:记忆细胞通讯、信号转导的基本概念;能够复述细胞外化学信号分子的不同分类及其特点,正确率达到85%以上;准确记忆受体的概念和功能。
14.2细胞内的信号转导分子:能够复述第二信使的种类、生成过程以及在信号转导中的作用;能够复述丝、苏氨酸蛋白激酶和酪氨酸蛋白激酶在信号转导中的作用;准确背诵G蛋白的分类、结构和功能。
14.3G蛋白偶联受体介导的信号转导途径:记忆G蛋白偶联受体信号通路的基本模式,能够说明胰高血糖素、去甲肾上腺素和血管紧张素的信号通路,正确率达85%以上。
14.4蛋白激酶偶联受体介导的信号转导途径:能够复述MAPK、JAK-STAT、Smad、PI-3K以及NF-KB信号通路的基本过程,正确率达85%以上。
[单选题]胰高血糖素发挥作用时,其第二信使是
cAMP
cGMP
AMP
GMP
cCMP
答案:cAMP
[单选题]作用于细胞内受体的激素是
胰岛素  
EPO
甲状腺素  
肾上腺素
干扰素[单选题]下列物质除哪一种外,均可作为第二信使
IP3
Mg2+
Ca2+
cGMP  
cAMP[单选题]有关PKA的叙述不正确的是
cAMP能激活PKA
PKA是一种Ser/Thr型蛋白激酶
PKA是一种单体蛋白
对基因表达有调节作用[单选题]通过膜受体发挥作用的是
甲状腺素
NO
维生素D  
盐皮质激素
雌激素[单选题] 通过胞内受体发挥作用的信息物质为
γ-氨基丁酸  
甲状腺素
表皮生长因子
乙酰胆碱
胰岛素[单选题]可影响细胞内cAMP含量的酶是
ATP酶
磷酸二酯酶  
鸟苷酸环化酶
蛋白激酶
磷脂酶[单选题]通常与G蛋白偶联的受体含有的跨膜螺旋的数目为
6
3
8
5
7[单选题]NO发挥作用时,其第二信使是
Cer
cAMP
cGMP
GTP
DAG[单选题]能激活PKA的是
IP3
cAMP
AMP
cGMP    
DAG  

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