细胞信息转导生物化学与分子生物学教研室

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1、细胞信息转导生物化学与分子生物学教研室朱利娜CellCommunicationandSignalTransduction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第三节信息的转导途径（SignalTransductionPathway）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（一）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

2、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)＋cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸环化酶(adenylatecyclase,AC)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+4cAMPCC+RRcAMPcAMPcAMPcAMPPKA的作用（1）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（2）对基因表达的调节作

3、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。GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi转录活化域DNA结合域细胞膜核膜cAMP-蛋白激酶途径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

4、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（二）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+DAGDAG，IP3的生物合成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）。IP

5、3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。PKC的结构与生理功能（1）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（2）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

6、酶，从而影响细胞内信息的传递，启动一系列生理、生化反应。对基因表达的调节作用早期反应：磷酸化立早基因(immediate-earlygene)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。PKC对基因的早期活化和晚期活化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（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

7、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（四）酪氨酸蛋白激酶体系酪氨酸蛋白激酶(tyrosine-proteinkinase,TPK)（1）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（2）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。1.受体型TPK-Ras-MAPK途径