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题目: 脱落酸在植物细胞信号转导中的作用姓名:
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摘要:脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素，受到生物胁迫和非生物胁迫的调控，在植物对胁迫环境抗逆性中发挥重要作用。当植物受到外界条件影响后会导致植物体内ABA含量上升，调节气孔的开度，防止植物体进一步失水，维持细胞渗透平衡；参与相关抗逆基因的表达调控，产生抗逆分子；通过延长种子休眠期等以适应逆境；通过一些调节因子调节植物细胞内环境稳定。本文介绍了脱落酸的合成、调控、作用机制及其在植物逆境胁迫中的作用。
关键词：脱落酸；合成；作用机制；胁迫
细胞信号转导是在特定时空条件下将外界生长、发育、分化等信息通过一定的途径转移至细胞内并调控相关基因表达的过程。细胞的一切生命活动都与信号转导有关。细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、应激、防御、凋亡和胀亡等作用[1]。脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素，参与植物胚胎发育、种子休眠、果实成熟以及逆境胁迫等许多方面，对植物生长发育起着调节作用[2]。植物接受胁迫信号，影响基因的表达，引起植物体内ABA水平上调，从而增加植物的抗逆性。ABA在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用，它是植物的抗逆诱导因子，因而被称为植物的“胁迫激素”。本文介绍了脱落酸的合成、调控、作用机制及其在植物逆境胁迫中的作用。
1 脱落酸的合成与调控
ABA主要在叶绿体中合成，然后转移到其他组织中积累起来。研究发现不仅植物的叶片，立体的根系，特别是根尖也能合成大量的脱落酸。进一步研究发现，植物的其他器官，特别是花、果实、种子也能合成脱落酸。
脱落酸是C15化合物，在植物体内有两条合成途径，一是直接途径：3个异戊烯单位聚合成C15前体—法呢焦磷酸(FPP)，由FPP经环化和氧化直接形成15碳的ABA。另一个是高等植物中的C40间接途径：质体内的MEP途径，由C40的类胡萝卜素转化形成[3]。迄今为止，脱落酸生物合成中几乎全部基因都已经被克隆。进一步的研究发现，在脱落酸代谢途径中有多个步骤受到差异调控，从而在转录和转录后水平对脱落酸含量进行精细调控。
在非胁迫条件下脱落酸可能在维管组织中合成，然后被运送到气孔等目标部位，有研究表明脱落酸在凋亡的叶片和子叶的保卫细胞中也有所表达。脱落酸的代谢调控并不仅仅局限于生物合成途径中的某一部分，而是一个多位点的协调过程。MEP途径中的DXP合成酶、类胡萝卜素代谢中参与其合成的八氢番茄红素去饱和酶和参与其转化的ZEP都能够在种子和幼苗中引起脱落酸的积累[4]。除了代谢途径自身的酶基因外，脱落酸的生物合成也依赖于内部和外部的各种信号，以及发育阶段、组织和器官的特异性等等。在胚的发育早期，脱落酸促进胚的生长;而在发育晚期则通过与赤霉素相拮抗而抑制胚的生长[5]。
2 脱落酸的作用机制
现在研究认为，在干旱、高盐或低温等逆境胁迫条件下，可能存在的机制是：逆境胁迫条件促使植物体内脱落酸的积累，脱落酸诱导ABA响应元件基因表达，从而产生对逆境抗性[6]。从胁迫刺激到植物作出反应是一系列复杂的信息传递过程，包括三个环节：一是感受细胞或组织对原初信号(环境刺激)的感知传导和反应，产生胞间信号；二是胞间信使在细胞或组织间的传递，并最终到达受体细胞的作用位点；三是受体细胞对胞间信使的接受、转导和反应，使受体组织中生理生化和功能的最优化组合，最终体现为植物对环境刺激或逆境的适应或抗性[7]。从这个角度来说脱落酸在植物体内产生作用主要表现在3个方面：通过受体作用、通过基因表达作用、通过信号因子作用。
2.1 通过受体作用
ABA信号转导研究最突出的进展之一是ABA受体PYR/PYL/PCAR蛋白的鉴定
以及下游蛋白激酶和蛋白磷酸酶参与的蛋白质磷酸化系统的发现。PYR/PYL/PCAR 蛋白处于ABA信号通路最上游，可以识别ABA信号直接与ABA结合并启动信号转导。之后的研究发现PYR/PYL/PCAR蛋白负调控下游PP2C蛋白，而PP2C又负调控SnRK2串联建成ABA信号转导的核心系统。ABA-Insenstive1(ABI1)和ABI2是最早被分离和鉴定的编码PP2C的基因。PP2C基因的功能缺失突变体表现出对ABA的超敏感性，表明PP2C蛋白在ABA信号途径中起负调控作用。SnRK2是一类在ABA信号反应中发挥关键作用的蛋白激酶。对拟南芥SnRK2家族的研究表明，不同亚类的SnRK2被诱导激活的方式有差异。拟南芥中，第Ⅲ亚类共包括3个成员，分别是SRK2D/SnRK2。2、SRK2E/OST1/SnRK2。6和SRK2I/SnRK2。3，它们可以迅速地被ABA激活，说明其对启动ABA信号反应具有重要作用。SnRK2的生理作用最早在保卫细胞中得到证实，ABA信号启动后SRK2E/OST1/SnRK2。6正向调控气孔的关闭。拟南芥第Ⅲ类SnRK2的三突变体SRK2D/SRK2E/SRK2I抑制了ABA诱导激活的蛋白激酶的活性，弱化了ABA调节的气孔运动，表现出对ABA的不敏感，说明第Ⅲ亚类的SnRK2是保卫细胞ABA信号转导途径中的1个调控枢纽。综上植物受环境诱导产生ABA之后ABA结合PYR/PYL/PCAR蛋白与PP2C相互作用来抑制PP2C的蛋白磷酸酶活性，从而解除PP2C对蛋白激酶SnRK2的抑制，被激活的SnRK2继而磷酸化下游的转录因子，开启ABA信号通路的下游反应[8]。
2.2 通过基因表达作用
ABA诱导基因的表达与逆境胁迫存在着重要的交互作用[9]。当植物受到干旱、低温、高盐等逆境胁迫时，细胞内ABA含量迅速增加，促使大量ABA诱导基因表达。Seki等在拟南芥鉴定了245个ABA诱导基因，299个干旱诱导基因，54个冷冻诱导基因，213个高盐诱导基因。结果发现，在245个ABA诱导基因中，有155个基因(占ABA诱导基因的63%)能被干旱诱导，133个(占52%)能被高盐诱导，仅25个基因(占10%)能被低温诱导;而且发现有114个基因(占46%)能被干旱和高盐共同诱导，仅20个(占8%)都能被干旱和低温诱导。同样结果也在水稻中得到证实。Chen等发现耐干旱胁迫的拟南芥突变体leaf wilting 2(lew2)与突变体相比，lew2积累更多的ABA、脯氨酸和可溶性糖，及相应信号途径的标志基因表达。LEW2编码纤维素合成酶复合体的一个亚基AtCESA8/IRX1，提示细胞壁纤维素合成参与了植物对干旱和渗透压胁迫的反应。另外，该小组筛选到增强低温诱导CBF2和下游基因强度的拟南芥突变体cryophyte，该突变体更抗寒和抗冻，但对热和ABA更敏感，还表现出高温依赖的生长迟缓和早花现象[10]。
2.3通过调节因子作用
当脱落酸与受体结合后引发一些反应，通过与一些调节因子相互影响而发挥作用。ABA响应调控因子活性氧、NO、磷脂酸、3－磷酸磷脂酰肌醇、3－磷酸肌醇、6－磷酸肌醇、鞘脂类物质和钙离子。过量的 ROS 引起细胞死亡,然而低浓度的 ROS能够作为信号分子调控植物的胁迫反应。近年来，美国佛罗里达大学陈思学教授实验室运用先进的蛋白组学方法对油菜保卫细胞ABA信号转导网络进行了研究，不仅鉴定到一些新的组分，而且发现ROS信号途径在ABA信号转导网络中起主导作用。它直接或间接地与其他信号途径，如 NO、JA、乙烯和芥子油苷等途径存在复杂的互作[11]。在依赖Ca+的途径中，ABA与受体结合，激活G 蛋白，G蛋白再活化磷脂酶C而导致IP3的释放。IP3促使Ca2+从胞内钙库释放进入胞质，促进胞外Ca2+通过阳离子通道进入胞质，引起胞质中Ca2+浓度升高；
Ca2+激活外向K+通道和阴离子通道，关闭内向K+通道，诱导气孔关闭或抑制气孔开放[12]。
3 脱落酸在植物逆境胁迫中的作用
3.1提高植物抗干旱能力
ABA调节气孔的作用是通过根冠通讯进行的，即当土壤干旱时，失水的根系产生根源信号ABA通过木质部运到地上部调节气孔开度。植物根与叶中渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量上升，细胞的渗透势下降，细胞的保水能力提高，有利于根系吸水并运输到地上部。ABA能明显减少叶片水分蒸发，降低叶片细胞膜透性，增加叶片细胞可溶性蛋白质含量，诱导生物膜系统保护酶SOD形成。下叶片内ABA含量升高，保卫细胞膜上K＋外流通道开启，外流K＋增多，同时K ＋内流通道活性受抑，内流量减少，叶片气孔开度受抑或关闭气孔，因而水分蒸腾减少，最终植物的保水能力和对干旱的耐受性提高[13]。ABA提高植物抗旱性具有类似休眠的效应，通过抑制植物生长、改变植物的根茎比等，减少植物的代谢失水，提高其水分利用效率。长期施放外源ABA后，植物的根茎比会发生变化，同时会引起光合速率的降低，即产生光抑制现象。
不同植物种类和基因型对ABA的生理响应不同，从而会影响ABA的生理作用效应。植物对ABA的敏感性差异可能与不同植物种类、基因型以及不同组织和器官中ABA结合位点或受体的数量与活性的差异有关，也可能与植物体内其它植物激素的数量和功能有关。
3.2 提高植物的抗寒能力
温度过低，会影响植物的生长，低于生物学温度甚至会造成植物的死亡。在低温胁迫时，脱落酸可以通过促进水分从根系向叶片的输送提高细胞膜的通透性，并且能迅速关闭气孔以减少水分的损失；脱落酸可诱导植物渗透调剂物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量增高以增加细胞膜的稳定性；脱落酸能够提高植物体内保护酶的活性，降低膜脂过氧化程度，保护膜结构的完整性，能增强植物的冷驯化作用和促进冷害所导致的愈伤组织的形成，增强植物抗低温能力[14]。
3.3 提高植物的抗盐能力
ABA能够提高植物对盐胁迫的抗性，缓解盐分过多造成的渗透胁迫和离子胁迫，维持水分平衡，保持细胞膜结构的完整性，从而减轻植物的盐害[15]。盐胁迫下，脱落酸可诱导植物渗透调剂物质脯氨酸大量积累，维持细胞膜结构的稳定性，提高保护性酶的活性。
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总字数：19,361 图：5 表：0 第七章细胞信号转导异常与疾病 第一节细胞信号转导系统概述 一、受体介导的细胞信号转导通路 二、细胞信号转导通路调节靶蛋白活性的主要方式 第二节信号转导异常发生的环节和机制 一、细胞外信号发放异常 二、受体或受体后信号转导异常 第三节与信号转导异常有关的疾病举例 一、胰岛素抵抗性糖尿病 二、肿瘤 三、心肌肥厚和心衰
第七章细胞信号转导异常与疾病 细胞信号转导系统(signal transduction system或cell signaling system)由能接收信号的特定受体、受体后的信号转导通路以及其作用的靶蛋白所组成。细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等作用，它们的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。受体和细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展。细胞信号转导异常可以局限于单一成分（如特定受体）或某一环节，亦可同时或先后累及多个环节甚至多条信号转导途径，造成调节信号转导的网络失衡。对信号转导系统与疾病关系的研究不仅有助于阐明疾病的发生发展机制，还能为新药设计和发展新的治疗方法提供思路和作用靶点。 第一节细胞信号转导系统概述 信号转导过程包括细胞对信号的接受，细胞内信号转导通路的激活和信号在细胞内的传递。激活的信号转导通路对其靶蛋白的表达或活性/功能的调节，如导致如离子通道的开闭、蛋白质可逆磷酸化反应以及基因表达改变等，导致一系列生物效应。 一、受体介导的细胞信号转导通路 细胞的信号包括化学信号和物理信号，物理信号包括射线、紫外线、光信号、电信号、机械信号(摩擦力、压力、牵张力以及血液在血管中流动所产生的切应力等)以及细胞的冷热刺激等。已证明物理信号能激活细胞内的信号转导通路，但是与化学信号相比，目前多数物理信号是如何被细胞接受和启动细胞内信号转导的尚不清楚。 化学信号又被称为配体(ligand)，它们包括：①可溶性的化学分子如激素、神经递质和神经肽、细胞生长因子和细胞因子、局部化学介质如前列腺素、细胞
细胞信号转导途径研究方法 一、蛋白质表达水平和细胞内定位研究 1、信号蛋白分子表达水平及分子量检测: Western blot analysis. 蛋白质印迹法是将蛋白质混合样品经SDS-PAGE后,分离为不同条带，其中含有能与特异性抗体(或McAb)相应的待检测的蛋白质(抗原蛋白)，将PAGE胶上的蛋白条带转移到NC膜上此过程称为blotting，以利于随后的检测能够的进行，随后,将NC膜与抗血清一起孵育，使第一抗体与待检的抗原决定簇结合(特异大蛋白条带)，再与酶标的第二抗体反应,即检测样品的待测抗原并可对其定量。 基本流程： 检测示意图：
2、免疫荧光技术 Immunofluorescence （IF） 免疫荧光技术是根据抗原抗体反应的原理，先将已知的抗原或抗体标记上荧光素制成荧光标记物，再用这种荧光抗体（或抗原）作为分子探针检查细胞或组织内的相应抗原（或抗体）。在细胞或组织中形成的抗原抗体复合物上含有荧光素，利用荧光显微镜观察标本，荧光素受激发光的照射而发出明亮的荧光（黄绿色或桔红色），可以看见荧光所在的细胞或组织，从而确定抗原或抗体的性质、定位，以及利用定量技术测定含量。 采用流式细胞免疫荧光技术（FCM）可从单细胞水平检测不同细胞亚群中的蛋白质分子，用两种不同的荧光素分别标记抗不同蛋白质分子的抗体，可在同一细胞内同时检测两种不同的分子（Double IF），也可用多参数流式细胞术对胞内多种分子进行检测。 二、蛋白质与蛋白质相互作用的研究技术 1、免疫共沉淀（Co- Immunoprecipitation, Co-IP）
Co-IP是利用抗原蛋白质和抗体的特异性结合以及细菌蛋白质的“protein A”能特异性地结合到免疫球蛋白的FC片段的现象而开发出来的方法。目前多用精制的protein A预先结合固化在agarose的beads 上，使之与含有抗原的溶液及抗体反应后，beads上的prorein A就能吸附抗原抗体达到沉淀抗原的目的。 当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留了下来。如果用蛋白质X的抗体免疫沉淀X，那么与X在体内结合的蛋白质Y也能沉淀下来。进一步进行Western Blot 和质谱分析。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合，也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。缺点：可能检测不到低亲和力和瞬间的蛋白质－蛋白质相互作用。 2、GST pull-down assay GST pull-down assay是将谷胱甘肽巯基转移酶（GST）融合蛋白（标记蛋白或者饵蛋白，GST, His6, Flag, biotin …）作为探针，与溶液中的特异性搭档蛋白(test protein或者prey被扑获蛋白)结合，然后根据谷胱甘肽琼脂糖球珠能够沉淀GST融合蛋白的能力来确定相互作用的蛋白。一般在发现抗体干扰蛋白质－蛋白质之间的相互作用时，可以启用GST沉降技术。该方法只是用于确定体外的相互作用。
选择题：请在以下每题中选出正确答案，每题正确答案为1-6个，多选和少选均不得分 1. NO直接作用于 A.腺苷酸环化酶 B.鸟苷酸环化酶 C.钙离子门控通道 2. 以下哪一类细胞可释放NO A.心肌细胞 B.血管内皮细胞 C.血管平滑肌细胞 3. 硝酸甘油作为治疗心绞痛的药物是因为它 A.具有镇痛作用 B.抗乙酰胆碱 C.能在体内转换为NO 4. 胞内受体A.是一类基因调控蛋白 B.可结合到转录增强子上 C.是一类蛋白激酶 D.是一类第二信使 5. 受体酪氨酸激酶RTK A.为单次跨膜蛋白 B.接受配体后发生二聚化 C.能自磷酸化胞内段 D.可激活Ras 6. Sos属于 A.接头蛋白（adaptor） B.Ras的鸟苷酸交换因子（GEF） C.Ras的GTP酶活化蛋白（GAP） 7. 以下哪些不属于G蛋白 A.Ras B.微管蛋白β亚基 C.视蛋白 8. PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞之中的哪一种离子浓度升高时，PKC转位到质膜内表面
C.钾离子 D.钠离子 9. Ca2+载体——离子霉素（ionomycin）能够模拟哪一种第二信使的作用 A.IP3 B.IP2 C.DG 10. 在磷脂酰肌醇信号通路中，质膜上的磷脂酶C（PLC-β）水解4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2），产生哪两个两个第二信使 A.1，4，5-三磷酸肌醇（IP3） B.DAG C.4，5-二磷酸肌醇（IP2） 11. 在磷脂酰肌醇信号通路中，G蛋白的直接效应酶是 A.腺苷酸环化酶 B.磷脂酶C-β C.蛋白激酶C 12. 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能够与酶的哪一部分结合 A.催化亚基 B.调节亚基 13. 在cAMP信号途径中，环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）的作用是 A.催化ATP生成cAMP B.催化ADP生成cAMP C.降解cAMP生成5’-AMP 14. 在cAMP信号途径中，G蛋白的直接效应酶是 A.蛋白激酶A B.腺苷酸环化酶 C.蛋白激酶C 15. 以下哪一种感觉不是由G蛋白偶联型受体介导的 A.听觉 B.味觉 C.视觉 D.嗅觉 16. G蛋白的GTP酶活化蛋白GAP（GTPase activating protein）可 A.激活G蛋白
细胞信号转导异常与疾病 【简介】 细胞通过受体感受胞外信号分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，该过程称为细胞信号转导。水溶性信号分子及某些脂溶性信号分子不能穿过细胞膜，通过与膜表面受体相结合而激活细胞内信号分子，经信号转导的级联反应将细胞外信号传递至胞浆或核内，调节靶细胞功能，该过程称为跨膜信号转导。脂溶性信号分子能穿过细胞膜，与位于胞浆或核内的受体相结合并激活之，活化的受体作为转录因子，改变靶基因的转录活性而诱导细胞特定的应答反应。在病理情况下，细胞信号转导途径中一个或多个环节异常，可导致细胞代谢及功能紊乱或生长发育异常。近年来，人们已经认识到大多数疾病与细胞外或细胞内的信号转导异常有关。信号转导治疗的概念进入了现代药物研究的最前沿。 【要求】 掌握细胞信号转导的概念、跨膜信号转导的概念，掌握细胞信号转导的主要途径 熟悉细胞信号转导障碍与疾病的关系 了解细胞信号转导调控与疾病防治措施 细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等多方面的作用，它们的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。受体和细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展。某些信号转导蛋白的基因突变或多态性虽然并不能导致疾病，但它们在决定疾病的严重程度以及疾病对药物的敏感性方面起重要作用。细胞信号转导异常可以局限于单一成分（如特定受体）或某一环节，亦可同时或先后累及多个环节甚至多条信号转导途径，造成调节信号转导的网络失衡。对信号转导系统与疾病关系的研究不仅有助于阐明疾病的发生发展机制，还能为新药设计和发展新的治疗方法提供思路和作用靶点。 第一节细胞信号转导系统概述 生物的细胞每时每刻都在接触着来自细胞内或者细胞外的各种各样信号。细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信息分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，这一过程称为细胞信号转导（cell signal transduction）。典型的细胞信号转导过程通常包括①信号发放：细胞合成和分泌各种信号分子；②接受信号：靶细胞上的特异受体接受信号并启动细胞内的信号转导；③信号转导：通过多个信号转导通路调节细胞代谢、功能及基因表达；④信号的中止：信号的去除及细胞反应的终止。 一、信号以及细胞转导信号的要素 （一）细胞信号的种类 一般说来，能够介导细胞反应的各种刺激都称为细胞信号。细胞信号按照其形式不同可分为物理信号、化学信号和生物信号。生物细胞所接受的信号有多种多样，从这些信号的自然性质来说，可以分为物理信号、化学信号和生物学信号等几大类，它们包括光、热、紫外线、X-射线、离子、过氧化氢、不稳定的氧化还原化学物质、生长因子、分化因子、神经递质和激素等等。在这些信号中，最经常、最普遍、最广泛的信号应该说是化学信号。 化学信号种类繁多，包括激素（hormone）、神经递质（nerve mediator）、细胞因子
第十一章细胞的信号转导 一、名词解释 1、细胞通讯 2、受体 3、第一信使 4、第二信使 5、G 蛋白 6、蛋白激酶A 二、填空题 1、细胞膜表面受体主要有三类即、、和。 2、在细胞的信号转导中，第二信使主要有、、、和。 3、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为，引起血管，从而减轻的负荷和的需氧量。 三、选择题 1、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是( )。 A、载体蛋白 B、通道蛋白 C、受体 D、配体 2、下列不属于第二信使的是（）。 A、cAMP B、cGMP C、DG D、CO 3、下列关于信号分子的描述中，不正确的一项是（）。 A、本身不参与催化反应 B、本身不具有酶的活性 C、能够传递信息 D、可作为酶作用的底物 4、生长因子是细胞内的（）。 A、结构物质 B、能源物质 C、信息分子 D、酶 5、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（）。 A、蛋白激酶A B、糖原合成酶 C、糖原磷酸化酶 D、腺苷酸环化酶 6、（）不是细胞表面受体。 A、离子通道 B、酶连受体 C、G蛋白偶联受体 D、核受体 7、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（）。 A、蛋白激酶C B、蛋白激酶A C、蛋白激酶K D、Ca2+激酶 8、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（）。 A、与GTP结合，与βγ分离 B、与GTP结合，与βγ聚合 C、与GDP结合，与βγ分离 D、与GDP结合，与βγ聚合
9、下面关于受体酪氨酸激酶的说法哪一个是错误的 A、是一种生长因子类受体 B、受体蛋白只有一次跨膜 C、与配体结合后两个受体相互靠近，相互激活 D、具有SH2结构域 10、在与配体结合后直接行使酶功能的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 11、硝酸甘油治疗心脏病的原理在于 A、激活腺苷酸环化酶，生成cAMP B、激活细胞膜上的GC，生成cGMP C、分解生成NO，生成cGMP D、激活PLC，生成DAG 12、霍乱杆菌引起急性腹泻是由于 A、G蛋白持续激活 B、G蛋白不能被激活 C、受体封闭 D、蛋白激酶PKC功能异常 13下面由cAMP激活的酶是 A、PTK B、PKA C、PKC D、PKG 14下列物质是第二信使的是 A、G蛋白 B、NO C、GTP D、PKC 15下面关于钙调蛋白（CaM）的说法错误的是 A、是Ca2+信号系统中起重要作用 B、必须与Ca2+结合才能发挥作用 C、能使蛋白磷酸化 D、CaM激酶是它的靶酶之一16间接激活或抑制细胞膜表面结合的酶或离子通道的受体是 A、生长因子受体 B、配体闸门离子通道 C、G蛋白偶联受体 D、细胞核受体 17重症肌无力是由于 A、G蛋白功能下降
1、简述G蛋白偶联受体所介导得信号通路得异同 G蛋白偶联受体所介导信号通路分为三类: ①激活离子通道；②激活或抑制腺苷酸环化酶,以ｃAＭＰ为第二信使；③激活磷脂酶C ，以IP3 与DAG 作为双信使 激活离子通道： 当受体与配体结合被激活后，通过偶联G蛋白得分子开关作用，调控跨膜离子通道得开启与关闭，进而调节靶细胞得活性。 激活或抑制腺苷酸环化酸得cＡMP信号通路： 细胞外信号(激素，第一信使）与相应Ｇ蛋白偶联得受体结合,导致细胞内第二信使ｃＡＭＰ得水平变化而引起细胞反应得信号通路。腺苷环化酶调节胞内cAＭP得水平，ｃAMＰ被环腺苷酸磷酸二酯酶降解清除。 ｃAMP信号通路主要就是通过活化cAMP依赖性蛋白激酶A (PKA) ,激活靶酶开启
基因表达，从而表现出不同得效应. 蛋白激酶A 由2个催化亚基与２个调节亚基组成，cAM Ｐ得结合可改变调节亚基得构象，释放催化亚基产生活性。 蛋白激酶A被激活后,一方面通过对底物蛋白得磷酸化,引起细胞对胞外信号得快速反应;另一方面，其催化亚基可进入细胞核,磷酸化cAMP应答元件结合蛋白（ＣRＥB）得丝氨酸残基.磷酸化得CREB蛋白被激活，它作为基因转录得调节蛋白识别并结合到靶细胞得cA ＭP应答元件（CRE) 启动靶基因得转录,引起细胞缓慢得应答反应。 cAMP信号通路中得缓慢反应过程：激素→G-蛋白偶联受体→G－蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→ cAMP依赖得蛋白激酶Ａ→基因调控蛋白→基因转录。 cAＭP就是由腺苷酸环化酶（adeｎyｌyl cycｌａse,ＡC）催化合成得，腺苷酸环化酶为跨膜１2次得糖蛋白，在Mg2＋或Ｍn2+存在下能催化ＡTＰ生成ｃAMP；细胞内得环腺苷酸磷酸二酯酶（ＰDE）可降解cＡＭP生成５'－AMP，导致细胞内ｃＡMＰ水平下降。因此，细胞内ｃAMP得浓度受控于腺苷酸环化酶与PＤE得共同作用). cAMP信号调控系统由质膜上得５种成分组成:刺激型激素受体（Rs)、抑制型激素受体（Ri)、刺激型G蛋白（Ｇs）、抑制型G蛋白(Gi）、腺苷酸环化酶(E）.Gs与Gｉ得β、γ亚基相同，而α亚基不同决定了对激素对腺苷酸环化酶得作用不同。 Gs得调节作用:当细胞没有受到激素刺激时,Ｇs处于非活化状态,G蛋白得亚基与GＤＰ结合，此时
第九章细胞信号转导 细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。 信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。信号传导强调信号的产生、分泌与传送。 信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。 受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。 第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。 分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。 信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。 G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。 cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP 水平的变化而引起细胞反应的信号通路。 （磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP2分解成IP3和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。 钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。 Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。
第八章细胞信号转导 名词解释 1、蛋白激酶protein kinase 将磷酸基团转移到其他蛋白质上的酶，通常对其他蛋白质的活性具有调节作用。 2、蛋白激酶C protein kinase C 一类多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，可磷酸化多种不同的蛋白质底物。 3、第二信使second messenger 第一信使分子（激素或其他配体）与细胞表面受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质，如cAMP，IP3，钙离子等，有助于信号向胞内进行传递。 4、分子开关molecular switch 细胞信号转导过程中，通过结合GTP与水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。 5、磷脂酶C phospholipid C 催化PIP2分解产生1,4,5-肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油(DAG)两个第二信使分子。 6、门控通道gated channel 一种离子通道，通过构象改变使溶液中的离子通过或阻止通过。依据引发构象改变的机制的不同，门控通道包括电位门通道和配体门通道两类。 7、神经递质neurotransmitter 突触前端释放的一种化学物质，与突触后靶细胞结合，并改变靶细胞的膜电位。 8、神经生长因子nerves growth factor，NGF 神经元存活所必需的细胞因子 9、受体receptor 任何能与特定信号分子结合的膜蛋白分子，通常导致细胞摄取反应或细胞信号转导。10、受体介导的胞吞作用receptor mediated endocytosis 通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的途径。被转运的大分子物质与细胞表面互补性的受体结合，形成受体-配体复合物并引发细胞质膜局部内化作用，然后小窝脱离质膜形成有被小泡而将物质吞入细胞内。 11、受体酪氨酸激酶receptor tyrosine kinase，RTK 能将自身或胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体。主要参与细胞生长和分化的调控。 12、调节型分泌regulated secretion 细胞中已合成的分泌物质先储存在细胞质周边的分泌泡中，在受到适宜的信号刺激后，才与质膜融合将内容物分泌到细胞表面。 13、细胞通讯cell communication 信号细胞发出的信息传递到靶细胞并与受体相互作用，引起靶细胞产生特异性生物学效应的过程。 14、细胞信号传递cell signaling 通过信号分子与受体的相互作用，将外界信号经细胞质膜传递到细胞内部，通常传递至细胞核，并引发特异性生物学效应的过程。 15、信号转导signal transduction 细胞将外部信号转变为自身应答反应的过程。 16、组成型分泌constitutivesecretion
第七章细胞信号转导异常与疾病 一、单选题 1.下列哪项不属于典型的膜受体 ( ) A.乙酰胆碱受体 B.异丙肾上腺素受体 C.胰岛素受体 D.γ干扰素受体 E.糖皮质激素受体 2.介导去甲肾上腺素作用的受体属于 ( ) A.离子通道受体 B.G蛋白偶联受体 C.受体酪氨酸蛋白激酶 D.核受体 E.细胞粘附受体 3.核受体本质是配体激活的 ( ) A.丝/苏氨酸蛋白激酶 B.酪氨酸蛋白激酶 C.离子通道受体 D.转录因子 E.效应器 4.信号转导系统对靶蛋白调节的最重要方式是通过 ( ) A.DNA的甲基化 B.蛋白质的糖基化 C.DNA的乙酰化 D.蛋白质可逆的磷酸化 E.蛋白质的磷酸化 5.激素抵抗综合征是由于 ( ) A.激素合成减少 B.激素降解过多 C.靶细胞对激素反应性降低 D.靶细胞对激素反应性过高 E.以上都不是 6.毒性甲状腺肿（Graves病）的主要信号转导异常是 ( ) A.促甲状腺素分泌减少 B.促甲状腺素受体下调或减敏 C.Gs含量减少 D.促甲状腺激素（TSH）受体刺激性抗体的作用 E.TSH受体阻断性抗体的作用 7.霍乱毒素对G蛋白的作用是 ( ) A.促进Gs与受体结合 B.刺激Gs生成 C.使Gs的GTP酶活性增高
D.使Gs的GTP酶活性抑制或丧失 E.抑制Gi与受体结合 8.下列哪项不是激活NF- KB的因素 ( ) A.TNF B.病毒 C.糖皮质激素 D.活性氧 E.内毒素 9.肿瘤中小G蛋白Ras最常见的突变可导致 ( ) A.Ras的表达减少 B.Ras的失活 C.Ras与GDP解离障碍 D.Ras自身的GTP酶活性降低 E.Ras激活ERK通路的能力降低 10.家族性肾性尿崩症发病的关键环节是 ( ) A.腺垂体合成和分泌ADH减少 B.肾髓质病变使肾小管上皮细胞对ADH反应性降低 C.基因突变使ADH受体介导的信号转导障碍 D.基因突变使腺苷酸环化酶含量减少 E.肾小管上皮细胞上的水通道增多 11.肿瘤的细胞信号转导异常有 ( ) A.生长因子分泌过多 B.生长因子受体过度激活 C.Ras持续激活 D.抑制细胞增殖的信号减弱 E.以上都是 12.死亡受体（如I型TNFa受体）介导细胞凋亡主要通过激活 ( ) A.蛋白激酶A（PKA） B.Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶 C.蛋白激酶C（PKC） D.NF-kB E.caspases 二、问答题 1.简述细胞信号转导系统的组成、生理作用及异常的病理意义。 2.试述信号转导通路的异常与肿瘤发生发展的关系。 3.何谓自身免疫性受体病，举例说明受体自身抗体的种类和作用。 4.试述激素抵抗综合征的发生机制。 5.信号转导障碍在疾病发生和发展中起什么作用？ 6.简述糖皮质激素的抗炎机制。 7.试从激素、受体以及信号转导通路调节的靶蛋白这几个不同层次阐述尿崩症的发生机制。 8.简述受体调节的类型和生理病理意义。 9.试述信号转导改变在高血压心肌肥厚发生中的作 用。 10.以LPS的信号转导为例，简述信号转导与炎症启动和放大的关系。
细胞信号转导及与相关疾病综 ——广医大李雪银孔颖诗郭欣仪张淑珍谭丞茵小组 摘要：由于细胞的信号转导功能就是机体生理功能调节的细胞和分子机制，所以信号转导通路及信号分子、信号分子间的以及信号通路间的相互 作用的改变，是许多人类疾病的分子基础，这已在癌症、动脉硬化、 心肌肥大、炎症疾病以及神经退行性疾病等发展的病理机制研究中取 得了显著进展。 关键词:信号转导，受体，配体，介导等 一、信号传导的概念：是指生物学信息（兴奋或抑制）在细胞间或细胞内 转换和传导，并产生生物效应的过程。信号转导的核心在于通过特定 信号通路进行生物信息的细胞内转换与传递过程并涉及对相关蛋白 质基因表达过程的调控。 二、信号转导的生理意义：1）其本质上就是细胞核分子水平的功能调节， 是机体生命活动中的生理功能调节的基础。2）信号转导中的信号指 的是生物学信号，可以是物理信号，如电、声光等，更多的是以化学 物质为载荷物体的化学信号，如激素、神经递质等。3）信号转导的 结果即生物效应是各式各样的，可为对靶细胞功能的硬性，或为对靶 细胞代谢、分化和生长发育的影响，甚至是对靶细胞形态结构和生存 状态等方面的影响。 三、与信号转导作用有关物质的概念与性质 1）受体：是指细胞中具有接受和转导信息功能的蛋白质，分布于细胞膜中的受体称为膜受体，位于细胞质内和核内的受体 则称之为胞质受体和核受体①离子通道型受体：是一种同时 具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道， 他们接受的化学信号绝大多数是神经递质，激活后可引起离 子的跨膜流动。②G蛋白耦联受体：是指激活后作用于之耦 联的G蛋白，然后一发一系列以信号蛋白为主的级联反应而 完成跨膜信号转导的一类受体。③酶联型受体：是指自身就 具有酶的活性或能与酶结合的膜受体。④招募型受体：也是 单个跨膜受体，受体分子的胞内域没有任何酶的活性，故不 能进行生物信号的放大。⑤核受体：实质上是激素调控特定 蛋白质转录的一大类转录调节因子，包括类固醇激素，维生 素D3受体，甲状腺激素受体和维甲酸受体等。 2）配体：凡能与受体发生特异性结合的活性物质称之为配体 3）G蛋白耦联受体：是指激活后作用于与之耦联的G蛋白，然后引发一系列以信号为主的级联反应而完成跨膜信号转导的一类 受体。 4）G蛋白：是鸟苷酸结合蛋白的简称，是G蛋白耦联受体联系胞内信号通路的关键蛋白。 5）G蛋白效应器：是指G蛋白直接作用的靶标，包括效应器酶、膜离子通道以及膜转运蛋白等。 6）第二信使：是指激素、神经递质、细胞因子等细胞外信号分子（第一信使）作用于膜受体后产生的细胞内信号分子。
受体 定义原 理 分 类 类 型 一类 存在于胞膜或胞内的特殊蛋白质，能特异性识别并结合胞外信号分子进而激活胞内一系列生物识 别 和 结 合 配 体 ， 触 发 整 个 信 号 传 导 过 程 膜 受 体 离 子 通 道 型 受 体 组成作用原理 家 族 特点位置及组成代表由多个亚 基组成的 多聚体， 每个亚基 具有2、4、 5个跨膜 域，亚基 在胞膜上 组装成环 状、中间 可通过离 子的孔道 有受体与离子通道耦 连的特点：离子通道 型受体与配体结合， 离子通道在数毫秒内 打开，在胞内形成离 子流和电效应，导致 膜电位变化信息转导 反应是一种快速反 应，组要在神经系统 突触反应中起控制作 用 Ⅰ 型 受 体 超 家 族 通过其 胞外区 域与配 体结合 常存在于神经元和神经肌肉 接头处，有α2、β、γ、δ 五个亚基（40~58kD，各含4~5 个长度不同的跨膜区域，第二 跨膜区共同构成Na+通道内 壁） 烟碱型 乙酰胆 碱受体 nAchR 结合位点位于α亚基的N末 端区域，每个亚基的胞外区域 有糖基化位点，其中3个亚基 的胞外段所共有的一组氨基 酸在确定通道对离子选择性 作用起重要作用 乙酰胆 碱 AchR Ⅱ型及Ⅲ 型受体超 家族 组成受体的亚基均有6 个跨膜区域，其中有两 个跨膜区域的氨基酸 组成具有高度同源性 受体与配体的结合部 位在细胞膜 光受体、嗅神经 受体（Ⅱ型）肌 浆网膜上的Ca+ 通道（Ⅲ型）G组成构造G蛋白作用机理 细胞外信号（第一信使） 定义原理分类原 因 类型合成部位代表细胞作用特点 由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质，是细胞通讯的信号 一级结 构或空 间构象 中携带 某些信 息，与位 于细胞 膜或胞 浆内特 定受体 结合 胞外信 号的特 点和作 用方式 激素内分泌细胞 胰岛素，甲状腺素，肾 上腺素 距离远，范围大，持 续时间长 神经递 质 神经元的突触 前膜终端 乙酰胆碱，去甲肾上腺 素 作用时间和作用距 离短 局部化 学介质 某些细胞 生长因子，前列腺素， 一氧化氮 不进入血液，通过细 胞外液的介导作用 于靶细胞与受体 结合后 细胞所 产生的 效应 激动剂 Ⅰ型激动剂产生的细胞效应与内源性配体相当或更强 Ⅱ型激动剂增强内源性配体对细胞的作用 拮抗剂 Ⅰ型拮抗剂阻断或减弱内源性配体对细胞的效应 Ⅱ型拮抗剂阻断或减弱内源性配体对细胞的效应
细胞的信号转导 信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程 完整的信号传递程序: 1、合成信号分子; 2、细胞释放信号分子; 3、信号分子向靶细胞转运; 4、信号分子与特异受体结合; 5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用; 6、终止信号分子的作用; 第一节、细胞外信号 1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。如：配体 2、配体的概念： 指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。 3、配体的类型：1）水溶性配体：N 递质、生长因子、肽类激素 2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素 4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。 第二节、受体 一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。 二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内） 1、细胞表面受体类型 1） 离子通道偶联受体： 特点：本身既有信号结合位点又是离子通道 组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。 2） 酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。 特点：N 端细胞外区有配体结合部，C 端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK ）的活性。 组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。 3、 G 蛋白偶联受体：是N 递质、激素、肽类配体的受体。 1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G 蛋白，活化的G 蛋白再激活第二信使的酶类。通过第二信使引起生物学效应。 2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。 3）G 蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢， 敏感，灵活，类型多。 G 蛋白（由G 蛋白偶联受体介导的信号转导） 1）、G 蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G 蛋白 2）、G 蛋白的结构特征： ① 由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。 ② α-亚单位上有GDP 或GTP 结合位点。在未受刺激状态下，α与GDP 结合，无活性。一旦配体与受体结合（受刺激），α即与GTP 结合并与β、γ分离，此时是功能状态，能激活效应器。当α亚单位 与β、 γ复合物重新结合，即信号关闭。 ③ G 蛋白本身的构象改变可进一步激活效应蛋白，使效应蛋白活化，并引起细胞生物学效应。 3）G 蛋白类型:① Gs ：对效应蛋白起刺激和激活作用,相应的为刺激性受体（Rs ）。 ② Gi ：对效应蛋白起抑制作用,相应的为抑制性受体（Ri ）。 G 蛋白偶联受体:
细胞信号转导 细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。 信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。信号传导强调信号的产生、分泌与传送。 信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。 受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。 第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。 分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。 信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。 G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。 cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞反应的信号通路。 （磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜 上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP 2分解成IP 3 和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号， 两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP 3 -Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应 答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。 钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。 Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。 受体酪氨酸激酶（RTK）：能将自身或者胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体，主要参与细胞生长和分化的调控。 细胞膜表面受体主要有三类，即离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体和酶联受体。 信号分子也统称为配体，可分为疏水性信号分子、亲水性信号分子和气体性信号分子。 由G蛋白介导的信号通路主要包括 cAMP-PKA信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。 Ras蛋白在RTK介导的信号通路中起着关键作用，具有GTPase活性，当结合GTP时为活化状态，当结合GDP时为失活状态。（GTP酶活性） G蛋白由三个亚基组成，β和γ亚基以异二聚体的形式存在，G α 亚基本身具有GTPase活性，是 分子开关蛋白。当配体与受体结合，三聚体G蛋白解离，并发生GDP与GTP交换，游离的G α - GTP处于活化的开启状态，当G α-GTP水解形成G α -GDP时，则处于失活的关闭状态。 细胞转导系统的的主要特性：特异性、放大效应、网络化与反馈调节、整合作用。
4、细胞通讯：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的反应。对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。包括分泌化学信号（内、旁、自、化学突触）、细胞间接触、和相邻细胞间间隙连接。 5、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 20、信号分子：生物体内的某些化学分子，如激素、神经递质、生长因子、气体分子等，在细胞间和细胞内传递信息，特称为信号分子。 21、信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套的特定机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。 22、受体：一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现 偶联型受体和酶偶联的受体。 23、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。 24、第二信使：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。 10、IP3IP2IP4。DG通过两种途径终止 其信使作用：一是被 水解成单脂酰甘油。 13、分子开关：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相辅相成的反馈机制精确调控，也即对每一步反应既要求有激活机制，又必然要求有相应的失活机制，使细胞内一系列信号传递的级联反应能在正、负反馈两个方面得到精确控制的蛋白质分子称为分子开关。 25、G—蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs活Gi抑）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。 28、蛋白激酶A：称为依赖于cAMP的蛋白激酶A，是由四个亚基组成的复合物，其中两个是调节亚基，两个是催化亚基；PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，使蛋白质被磷酸化，被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。29、双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激动两个信号传递途径即IP3—Ca+和DG—PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这一信号系统称为“双信使系统”。 12、目前已知的这类受体都 是跨膜蛋白，当胞外配体与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。 个氨基酸残基组成，分布于质膜胞质侧，结合GTP 时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。
第十九章细胞信息转导得分子机制一、A型选择题 １.不作用于质膜受体得信息物质就是 A。乙酰胆碱D。甲状腺素 2.能激活PKG得就是 A。cAMP A.脂类质 4.下列哪种物质能使蛋白质得酪氨酸残基发生磷酸化A。PKＡB。PKＣ C.生长激素受体 D。类固醇激素受体 A。1个 A。1个 E.糖皮质激素受体 C.3个 C。３个Ｄ.4个 Ｄ.4个 E.5个 Ｅ。５个 Ｅ．失活 B。cGMＰ B．糖类Ｃ.Ｃa2+ D。DＡG Ｄ。多肽Ｅ。GTP E。蛋白 3.细胞膜受体得本质就是C。核酸 Ｂ.谷氨酸 Ｅ.神经酰胺C.表皮生长因子 5。PKA中得每个调节亚基可结合cAMP得分子数为Ｂ.２个 B。2个
6。PKＡ所含得亚基数为 7。蛋白激酶得作用就是使蛋白质或酶 A。磷酸化 B。脱磷酸化 C.水解 8。通过膜受体起调节作用得激素就是 Ａ．性激素 B．糖皮质激素Ｃ。甲状腺素 ９。下列关于GTP结合蛋白（G蛋白）得叙述,错误得就是 (2００7年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题） A.膜受体通过Ｇ蛋白与腺苷酸环化酶偶联 Ｂ.可催化ＧTP水解为GDP C。霍乱毒素可使其失活 D.有三种亚基α、β、γ D.激活 D。肾上腺素 E.活性维生素 E。G蛋白具有内源ＧＴＰ酶活性 １0.下列哪种酶激活后会直接引起cAＭP浓度降低 (200６年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题) A.蛋白激酶A B。蛋白激酶Ｃ Ｄ.磷脂酶C E．蛋白激酶Ｇ１1。ｃAMP能别构激活下列哪种酶(２005年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题) A.磷脂酶AＢ。蛋白激酶A D。蛋白激酶G E。酪氨酸蛋白激酶 １2。细胞膜内外正常Ｎａ+与K+浓度差得形成与维持就是由于 (200４年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题) A。膜安静时K+通透性大 Ｃ．Na+易化扩散得结果Ｃ。磷酸二酯酶 Ｃ.蛋白激酶C B.膜兴奋时Ｎa+通透性增加 D。膜上Ｎa＋泵得作用E.膜上Ca２+泵得作用
体内化学物质与细胞信号传导 经过对细胞信号这章内容的学习及一些文献的阅读，我对细胞信号有了一定的理解和认识。细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合，引发细胞内的一系列生理化学反应以及蛋白间相互作用，直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程。现已知道，细胞内存在着多种信号转导方式和途径，各种方式和途径间又有多个层次的交叉调控，是一个十分复杂的网络系统。 高等生物所处的环境无时无刻不在变化，机体功能上的协调统一要求有一个完善的细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制，这一机制可以称作细胞通讯(CellCommunication)。在这一系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。 这种针对外源性信号所发生的各种分子活性的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能的过程称为信号转导(SignalTransduction)，其最终目的是使机体在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的反应。在物质代谢调节中往往涉及到神经－内分泌系统对代谢途径在整体水平上的调节，其实质就是机体内一部分细胞发出信号，另一部分细胞接收信号并将其转变为细胞功能上的变化的过程。所以，阐明细胞信号转导的机理就意味着认清细胞在整个生命过程中的增殖、分化、代谢及死亡等诸方面的表现和调控方式，进而理解机体生长、发育和代谢的调控机理。毋庸置疑，体内的化学物质与细胞信号转导有着密不可分的关系。 1、活性氧与细胞信号转导 近年来的研究表明，活性氧作为信使分子，通过调控细胞的氧化还原状态直接或间接调节生长因子等胞外信号分子与细胞表面受体的相互作用、胞内信号转换及基因表达等过程。由活性氧和抗氧化剂调控的细胞氧化还原状态在细胞信号转导和基因表达调控中的作用已成为当前生命科学的研究热点。活性氧在原核生物中的信号转导机制比较简单，通过氧化还原修饰接受其信号的转录因子而实现。活性氧在真核生物中的信号转导机制比较复杂，有实验证据显示，活性氧通过对其靶分子活性中心的巯基或血红素铁的氧化还原修饰或硝化修饰转导信号。例如，一氧化氮通过与鸟苷酸环化酶、过氧化氢酶、环氧化酶、细胞色素P450 等重要分子活性中心的血红素铁发生复合反应，形成亚硝酰复合物，从而激活或抑制上述分子的生物学活性，影响相关分子的细胞学效应。细胞稳态的维持为生物体正常发育和健康所必需，细胞稳态的维持取决于器官组织特定细胞群增殖、分化和凋亡平衡的调控。该平衡的调控异常会导致多种进行性和退行性疾病。许多研究结果显示，过氧化氢、超氧阴离子、一氧化氮在细胞增殖、分化和凋亡调控中有重要的信号转导作用。 2、P2 嘌呤受体和细胞信号转导 长期以来，人们认为ATP 是一种储能、供能物质。1978 年，Bumstock 提出，
细胞生物学课程论文 梁希生物技术101班 细胞信号转导的途径、特点与研究进展 摘要：细胞信号转导是细胞间实现通讯的关键过程，是目前生命科学研究的一个重要内容。细胞信号转导途径包括细胞表面受体介导的信号转导途径和胞内受体介导的信号传导途径，并存在着各自的特点。本文阐述了细胞信号转导的主要途径、特点以及当前在此领域的研究进展，并对今后的一个研究方向作出展望。 关键词：细胞信号转导；途径；特点；研究进展；展望 信号分子是细胞的信息载体，分为亲脂性和亲水性两大类，亲脂性信号分子如甾类激素可穿过细胞质膜进入细胞与受体结合成复合物进而调节基因表达。亲水性信号分子如神经递质，只能通过与靶细胞表面受体结合，依靠细胞内产生的第二信使或酶引起细胞应答反应。细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程，是细胞间实现通讯的关键过程。它对于多细胞生物间功能的协调、控制细胞的生长和分裂、组织发生与形态建成是必需的，已成为目前生命科学研究的一个重要内容。【1】2O余年来其研究已取得重大进展，它已成为生物学最重要、发展最迅速的领域之一。 1．细胞信号转导的途径 1.1 通过细胞表面受体介导的信号转导途径 受体是一种能够识别和选择性结合信号分子的大分子，细胞表面受体主要有三类，分别是离子通道耦联受体，G蛋白耦联受体和酶连受体。受体结合特异性配体被激活后，通过信号转导途径将细胞外信号转换为胞内化学或物理信号，引发细胞反应。其中离子通道耦联受体是由多亚基组成的受体，本身既有信号结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。 1.1.1 G蛋白耦联受体介导的信号传导 G蛋白耦联受体具有7次跨膜结构，在信号传递过程中，配体-受体复合物与靶蛋白的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号主要包括以cAMP为第二信使的信号通路、磷脂酰肌醇双信使信号通路和G蛋白耦联离子通道的信号通路。前者主要是通过cAMP激活的蛋