生化细胞信号传导课件

细胞信号转导CellularSignalTransduction细胞信号转导CellularSignalTransduc1生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存；另一方面信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处2

单细胞生物通过反馈调节，适应环境的变化。多细胞生物则是由各种细胞组成的细胞社会，除了反馈调节外，更有赖于细胞间的通讯与信号传导，以协调不同细胞的行为，如：①调节代谢:通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢；②实现细胞功能：如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放；③调节细胞周期：使DNA复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段；④控制细胞分化：使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞；⑤影响细胞的存活。

3信号传导系统的特异性信号传导系统的特异性4细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。5细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。生命现象的重大活动，包括基因表达、分化、生长发育、细胞增殖、细胞凋亡和免疫等都与信号传导有关。细胞信号传导影响细胞各方面的功能：影响酶活性——代谢过程。影响细胞骨架的装配——细胞运动、细胞形态及物质运输改变离子通道——改变膜电位影响DNA合成起始(限速步骤）影响基因表达——激活/阻遏生存依赖精细调控的细胞间、细胞内分子通讯网络:内环境的恒稳态。细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。6研究细胞信号传导相关物质获得了很多诺贝尔奖研究细胞信号传导相关物质获得了很多诺贝尔奖7生化细胞信号传导课件8生化细胞信号传导课件9细胞信号传导的基本路线细胞信号传导的基本路线10生化细胞信号传导课件11生化细胞信号传导课件12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，在细胞间反映和进行相互的机制，称为细胞通讯。在通讯过程中，细胞作为一个生命的独立单位和一个相对独立的系统，如何识别环境中的各种信号，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的各种代谢，影响细胞的生长，甚至诱导细胞的死亡，都是细胞信号传导研究的内容。高等生物所处的环境无时无刻不在变化，机体功能13细胞通讯的三种方式及其反应概括地说：根据细胞通讯的特点可以分为三类：1.直接接触：细胞与细胞之间通过质膜表面直接的粘合和附着实现信息的交流。2.直接联系:相邻细胞之间形成细胞通道实现生物大分子的交流。如细胞间连丝，可以直接进行细胞质的直接交流。这对多细胞生物的发育和形态检查是非常重要的。3.间接联系：真核细胞之间通讯的主要方式，主要方式是以配体和受体的结合起始信号的传递。细胞通讯的三种方式及其反应概括地说：根据细胞通讯的特点可以分14生化细胞信号传导课件15生化细胞信号传导课件16生化细胞信号传导课件17生化细胞信号传导课件18生化细胞信号传导课件19生化细胞信号传导课件20生化细胞信号传导课件21

膜受体与细胞内受体膜受体与细胞内受体22三种类型的膜受体(细胞表面受体)

三种类型的膜受体(细胞表面受体)23离子通道关联受体

离子通道关联受体24G蛋白关联受体

G蛋白关联受体25有细胞内催化结构域的酶联受体

有细胞内催化结构域的酶联受体26细胞内受体

细胞内受体27

受体作用的特点A受体分子的立体构型决定受体的特异性B配体具备高度亲和力C受体被配体完全结合后呈现可饱和性D受体与配体的结合及解离在可逆的动态平衡中E调节性基于受体的磷酸化与非磷酸

受体作用的特点28生化细胞信号传导课件29生化细胞信号传导课件30生化细胞信号传导课件31生化细胞信号传导课件32根据信号分子的作用部位可以将其分为三大类：第一信使：细胞外的信号分子通过各自的特异受体作用于靶细胞。第二信使：指受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号转导通路的活性物质。

第二节细胞内信号转导相关分子根据信号分子的作用部位可以将其分为三大类：第一信使：细胞外的33第二信使的3个特点：①受胞外信号作用后，发生迅速而短暂的增加或减少；②对胞外信号具有放大作用，以致微小的刺激就可以产生明显的生物学效应；③激活靶蛋白或酶，诱发细胞内相应的一组程序化反应。第二信使的3个特点：34第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使。是一类与靶基因特异性序列相结合的核蛋白，可调控基因的转录水平。有以下特点；①受刺激后在数分钟内表达，是即刻早期基因产物；②转录是短暂的，不依赖于新（denovo)蛋白质合成；③表达产物的半衰期短；④蛋白质产物受Ser/Thr蛋白激酶（PKA）等磷酸化修饰；⑤成熟的蛋白质一旦成熟就进入核内，很难在细胞质中检测到。第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信35细胞信号转导主要途径模式图IP3:三磷酸肌醇；DG：二酰甘油；PKA：依赖cAMP的蛋白激酶；PKC：依赖Ca与磷脂的蛋白激酶；CaM.PK：依赖Ca.CaM.d蛋白激酶；CDPK：依赖Ca的蛋白激酶；MAPK：有丝分裂原蛋白激酶；JAK；另一种蛋白激酶；TF：转录因子细胞信号转导主要途径模式图IP3:三磷酸肌醇；DG：二酰甘油36这个大大简化了的模式图中，每种信号看来都是从上游到下游线性传递，彼此间似乎并无联系。实际上细胞信号传递途径是一个复杂的网络系统。多数信号分子可激活不同的信号途径，如溶血磷脂酸受体至少与3种不同的G蛋白和4条信号通路相连。几个不同的信号途径可激活同一蛋白激酶，不同蛋白激酶的靶蛋白以及不同转录因子调控的靶基因发生重叠的情况更是屡见不鲜。通过这些共同作用的效应分子，不同的信号途径交织整合成一个错综复杂的网络系统。图中信号的线性传递只是为了便于初学者了解信息流动中的传承关系而采用的权宜之法。这个大大简化了的模式图中，每种信号看来都是从上游到下37细胞信号传导的一般过程1、启动配体与受体结合，启动膜内侧级联反应，将信号传给第二信使分子。2、放大和整合多种信使分子通过不同通路激活一系列蛋白激酶传递信息，实现信号的放大与整合。3、效应信号分子或转录因子进入细胞核，与基因相互作用，调节蛋白质合成或细胞分泌、运动、形态变化和凋亡。4、终止通过负反馈途径，活化抑制因子或灭活因子，终止信号的启动作用。第二信使蛋白激酶酶蛋白DNAmRNA转录因子细胞生理功能的调节细胞信号传导的一般过程第二信使蛋白激酶酶蛋白DNA转录因子细38图7-2细胞信号传导的主要分子途径

图7-2细胞信号传导的主要分子途径39

一.促使第二信使产生的G蛋白：

G蛋白是鸟苷酸结合蛋白（guanosinenucleotide-bindingprotein）的简称。G蛋白是一类能与膜受体偶联而具有信号转导作用的蛋白质。G蛋白通过与GTP结合激活效应器产生第二信使或与GDP结合而丧失激活效应器的功能。，一.促使第二信使产生的G蛋白：40G蛋白

1971年，Rodbell发现胰高血糖素激活大鼠cAMP需要GTP存在，提出受体与效应器之间应存在一个转换器。1977年，Ross和Gilman证实此转换器为G蛋白。1980年，Gilman和他的同事纯化了Gs蛋白。此后十多年，G蛋白及其偶联受体以及其介导的信号转导通路迅速发展。Rodbell和Gilman获得1994年诺贝尔医学和生理学奖。（细胞表面受体）G蛋白1971年，Rodbell发现胰高血41

吉尔曼（AlfredG.Gilman）1941.7.1~

德克萨斯大学西南医学中心药学系吉尔曼（AlfredG.Gilman）德克萨斯大学西42TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1994“fortheirdiscoveriesofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells”德克萨斯大学西南医学中心药学TheNobelPrizeinPhysiology43

发现G蛋白的意义：

通过G蛋白介导，将受体接受的信号传递给效应物，产生第二信使，在细胞内将信号放大。

它揭示了细胞外信号如何转换为细胞内信号的真正机制，从而开辟了细胞信号跨膜转导研究的新时代。发现G蛋白的意义：44生化细胞信号传导课件45

G蛋白由三个亚基组成,100kD左右：G：39~46kD，20多种，有GTP或GDP结合位点、GTP酶活性、ADP核糖基化位点、毒素修饰位点及受体和效应器结合位点等。G：36kD，6种。G：7~8kD，10多种。可以有上千种组合。

在天然电泳中β与γ仍紧密结合在一起。

G蛋白由三个亚基组成,100kD左右：46

G蛋白有两种构象形式：活化型：G与GTP结合，与G分离。非活化型：G与GDP结合，与G结合成三聚体。

G蛋白有两种构象形式：47

G蛋白基本结构位于细胞膜的胞浆侧。G蛋白基本结构48G蛋白介导的跨膜信号转导模型

①当异三聚体型G蛋白的α亚基与GDP结合，并构成αβγ三聚体时呈无活性状态。②当配体与膜受体结合后，受体的构象发生变化，与Gα相互作用，GDP从Gα脱落而与GTP结合，G蛋白被激活。③Gα与βγ亚基分离，分别与效应蛋白（酶）发生作用。④Gα的GTPase将GTP水解为GDP，Gα重新与βγ亚基结合而失活。

G蛋白介导的跨膜信号转导模型

①当异三聚体型G蛋白的α亚基49

活化型非活化型在这个模型中，Gs穿梭于膜上两个蛋白质--受体与腺苷酸环化酶之间，起了一个信号传递者的作用，而Gs上结合GTP-GDP循环在激活-灭活环化酶中起了关键作用。活化型非活化型在这个模型中，Gs穿梭于膜上两个蛋白质--50G蛋白通过AC的信号转导机制1.信号分子结合改变受体构象；2.受体与G蛋白结合并使其激活；3.GTP取代GDP，G游离；4.G结合并激活AC，产生cAMP；5.GTP水解，G与再结合。

G蛋白通过AC的信号转导机制51生化细胞信号传导课件52

2.G蛋白的种类2.G蛋白的种类53Gs型与Gi型G蛋白的作用

1.Gs型G蛋白：能够激活腺苷酸环化酶的G蛋白称为Gs,激活腺苷酸环化酶（AC），激活钙通道，抑制钠通道。2.Gi型G蛋白：对该酶有抑制作用的称为Gi。

抑制AC，抑制钙通道，活化钾通道、PLC和PLA。

Gs可激活AC，而Gi可抑制AC，从而改变细胞中第二信使——cAMP的含量来传递信息

Gs型与Gi型G蛋白的作用54

Gt型G蛋白分布在视网膜的感光细胞，与视紫红质结合，激活cGMP-PDE，传递光反应冲动。Gt型G蛋白55

Gg、

Go及Gq型G蛋白Gg是味蕾组织中的一种G蛋白，与味觉的信号转导有关。Go存在于脑组织中，能调节磷脂代谢，可能与肌醇磷酸信号转导有关。

Gq与磷脂代谢有关，其活性不受细胞毒素的修饰。Gg、Go及Gq型G蛋白56

G蛋白的βγ亚基活化的βγ亚基复合物也可直接激活胞内靶分子，具有传递信号的功能。如心肌细胞中G蛋白偶联受体在乙酰胆碱刺激下，活化的βγ亚基复合物能开启质膜上的K+通道，改变心肌细胞的膜电位。G蛋白的βγ亚基57G蛋白偶联受体能激活心肌质膜的K+离子通道α亚基中的GTP水解，导致α亚基与β、γ亚基重新结合，使G蛋白处于非活性状态，使K+离子通道关闭。乙酰胆碱与心肌细胞的膜受体结合，使得G蛋白的α亚基与β、γ亚基分开;激活的β、γ亚基复合物同K+离子通道结合并将K+离子通道打开G蛋白偶联受体能激活心肌质膜的K+离子通道α亚基中的GTP583.G蛋白的效应分子G蛋白的效应物：离子通道、腺苷酸环化酶、磷脂酶C、磷脂酶A2等这些酶的活化将导致分散的信号分子如cAMP、cGMP、甘油二酯和三磷酸肌醇以及Ca2+的浓度改变，这些分子将触发更多的特异反应。G蛋白调节离子通道的开放，将导致膜电位的改变，从而改变离子环境，特别是Ca2+浓度的改变。3.G蛋白的效应分子G蛋白的效应物：59调节cGMP-磷酸二酯酶的活性

（RegulatingtheActivityofcGMP-PDE）

光照→视紫红质分解→Gt↑→cGMP-PDE↑→cGMP↓→钠通道关闭。调节cGMP-磷酸二酯酶的活性

（Regulatingth60调节通道蛋白的功能

（RegulatingtheFunctionsofChannelProtein）

异三聚体型G蛋白可参与钙通道、钠通道及钾通道功能的调节。如Gs可激活钙通道，抑制钠通道；Gi可抑制钙通道，激活钾通道。

调节通道蛋白的功能

（RegulatingtheFunc61

62G蛋白作用机制G蛋白作用机制63调节蛋白激酶的活性

（RegulatingActivityofProteinKinase）

单体型G蛋白可调节RNA或蛋白质在细胞内外或核内外的转运过程。小分子单体型G蛋白，如Ras等，主要与细胞生长、分化及凋亡调控等信号转导系统相关蛋白激酶构成复合体，从而调节其酶活性。调节蛋白激酶的活性

（RegulatingActivity64生化细胞信号传导课件65

霍乱毒素（choleratoxin）实验霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，致使亚基丧失GTP酶的活性，使亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。霍乱毒素（choleratoxin）实验66

GsNAD+ADP-ribosylation

Nicotinamide22-kDsubunitofcholeratoxin腺苷腺苷GsNAD+ADP-ribosylationNico67

百日咳毒素（Pertussistoxin）作用百日咳毒素能催化Gi发生ADP核糖基化，致使亚基的GDP与GTP交换抑制，使亚基处于持续非活化状态，因此不能抑制AC，使cAMP浓度升高。导致患儿阵发性痉挛性咳嗽，即百日咳(whoopingcough)。百日咳毒素（Pertussistoxin）作用684.G蛋白有三种辅助因子1.G蛋白信号调节子/GTP酶激活蛋白（GAP）(regulatorofG-proteinsignaling，RGS)2.鸟苷酸交换因子（GEF)3.鸟苷酸解离因子（GDI)4.G蛋白有三种辅助因子1.G蛋白信号调节子/GTP酶激活69G蛋白信号调节因子

（regulatorofG-proteinsignaling，RGS）

RGS能够直接与激活的Gα亚基结合,显著刺激Gα亚基上的GTP酶活性,加速GTP水解,从而灭活或终止G蛋白信号的一组分子大小各异的多功能蛋白质家族.它们都共同拥有一个130个氨基酸的保守的RGS结构域,其功能是结合激活的Gα亚基,负调节G蛋白信号.许多RGS蛋白还拥有非RGS结构域,能够结合其它信号蛋白,从而整合和调节G蛋白信号之间以及G蛋白和其它信号系统之间的关系.RGS能在Mg2＋的存在下，激活G蛋白的GTP酶，因此又叫GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein，GAP）。G蛋白信号调节因子

（regulatorofG-pro70生化细胞信号传导课件71G蛋白受体有100多个基因，设计的信号分子很多大多是激素，还有一些化学引诱剂，如嗅觉，味觉，视觉等，很多药物是通过这种信号传递通路，寻找不同的靶位点而设计的。G蛋白受体的活化虽然是相似的机制，但会引发不同的反应。主要是受体本身有很多异构体，是引发信号传导多样性的一个条件，同时G蛋白的三个亚基也有很多异构体，会排列组合多种不同的G蛋白，腺苷酸环化酶也有很多异构体，这样就可以接受不同的信号，产生不同的细胞反应。G蛋白受体G蛋白受体有100多个基因，设计的信号分子很多大多是激素，还72生化细胞信号传导课件73受体、G蛋白、效应蛋白和细胞效应受体、G蛋白、效应蛋白和细胞效应74受体脱敏有5种情况1.受体-信号复合物——内吞变为胞内体——由于酸性环境受体与信号解体。（受体没收）2.受体-信号复合物进入胞内体后与溶酶体结合，酸性水解酶笑话受体和信号物质（受体下调）3.受体被磷酸化，结合一个物质后失活。4.受体蛋白结合一个信号传递过程中的产物被阻遏，失活。（副反馈抑制）5受体脱敏有5种情况1.受体-信号复合物——内吞变为胞内体——75是指细胞外第一信使与其特异受体结合后，通过信息跨膜传递机制激活的受体，刺激膜内特定的效应酶或离子道，而在胞浆内产生的信使物质。这种胞内信息分子起到将胞外信息传导、放大、变为细胞内信息的作用。从分子学意义上讲，细胞内信息传递过程是以细胞内蛋白质磷酸化与脱磷酸化为基础，依次引起构型的变化和功能的改变，以实现信息的传递。

第二信使是指细胞外第一信使与其特异受体结合后，通过信息跨76生化细胞信号传导课件77第二信使实际上是指生命信息跨膜传递体系。不同组织的不同细胞虽有很大差异，但总体可以分为三类：1.cAMP和cGMP信使体系2.DAG和IP3-Ca2+信使体系3.No-cGMP信使体系第二信使实际上是指生命信息跨膜传递体系。78sutherland发现第二信使而获得1971诺贝尔奖(1)、cAMP发现第二信使获得1971年的诺贝尔医学和生理学奖sutherland发现第二信使而获得1971诺贝尔奖(1)79细胞内的化学信号（第二信使）第二信使生成酶功能cAMPAC活化PKAcGMPGC活化PKGDAG/DGPLC活化PKCIP3PLC调节Ca2+释放Ca2+调节CaM-PK等神经酰胺神经鞘氨酯酶调节磷酸酯酶等cADPRADP核糖环化酶调节Ca2+释放NONOS调节GC（磷脂酶C）（合酶）鸟环酶细胞内的化学信号（第二信使）第二信使生成酶功能cAMPAC80生化细胞信号传导课件81生化细胞信号传导课件82利钠肽

利钠肽83腺苷酸环化酶(adenylatecyclase，AC)是膜整合蛋白，能够将ATP转变成cAMP，引起细胞的信号应答。腺苷酸环化酶(adenylatecyclase，AC)84生化细胞信号传导课件85生化细胞信号传导课件86cAMP激活蛋白激酶AcAMP激活蛋白激酶A87生化细胞信号传导课件88cAMP-PKA通路调节基因转录cAMP-PKA通路调节基因转录89被cAMP激活的PKA,大多数在胞质溶胶中激活一些细胞质靶蛋白,少数被激活的PKA可以转移到细胞核中磷酸化某些重要的核蛋白,其中多数是被称为CREB(cAMPresponseelementbinding)的转录因子肝细胞对胰高血糖素和肾上腺素的应答糖原磷酸化酶被cAMP激活的PKA,大多数在胞质溶胶中激活一些细胞质靶蛋90处于信息传递链中段的蛋白质磷酸化，除了对酶蛋白质及生理代谢起直接调节外，还往往通过使转录因子磷酸化调节核内的基因表达，由基因表达产物间接产生的影响更深刻，更具有主要的影响。处于信息传递链中段的蛋白质磷酸化，除了对酶蛋白91生化细胞信号传导课件92cAMP信号的终止：

cAMP磷酸二酯酶(PDE)cAMP信号的终止：

cAMP磷酸二酯酶(PDE)93cAMP信号传递模型cAMP信号传递模型94生化细胞信号传导课件95生化细胞信号传导课件96cGMPcGMP97两种鸟苷酸环化酶：mGC、sGC两种鸟苷酸环化酶：mGC、sGC98鸟苷酸环化酶GC及其配体鸟苷酸环化酶GC及其配体99cGMP作用的的靶分子cGMP作用的的靶分子100生化细胞信号传导课件101生化细胞信号传导课件102生化细胞信号传导课件103生化细胞信号传导课件104生化细胞信号传导课件105生化细胞信号传导课件106PLC也是一个大家族PLC也是一个大家族107查PI-3D的查PI-3D的108DAG与IP3：磷脂酰肌醇信号通路DAG与IP3：磷脂酰肌醇信号通路109磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3110蛋白激酶C的激活过程及将要引起的应答蛋白激酶C的激活过程及将要引起的应答111蛋白激酶C激活特定基因的两种途径蛋白激酶C激活特定基因的两种途径112生化细胞信号传导课件113生化细胞信号传导课件114生化细胞信号传导课件115生化细胞信号传导课件116生化细胞信号传导课件117生化细胞信号传导课件118生化细胞信号传导课件119生化细胞信号传导课件120生化细胞信号传导课件121钙调素的理化性质

CaM是148个氨基酸组成的单链耐热、酸性小分子可溶性球蛋白，分子量在16670D，

95℃加热3min不致变性，pI=3.9~4.2。

Ca2+信号的生理功能（a）（b）钙调素的链由4个域区（Ⅰ~Ⅳ）组成，每个域区结合1个Ca2+。每个结合位置由包含天冬氨酸和谷氨酸侧链的环组成，侧链与Ca2+形成离子键。苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸和天冬酰胺侧链上的氧原子也参与和Ca2+的结合（引自张槐耀）当Ca2+与钙调素结合后，钙调素进行构象改变，使之与其他蛋白结合，调节酶的活性。钙调素的理化性质Ca2+信号的生理功能（a）（b）钙调素的链122

123

对CaM部分酶解研究表明，C-端两个结合位点对[Ca2+]的亲和力很高，N-端的两个结合位点对[Ca2+]的亲和力较低，而只要结合两个[Ca2+]即可产生80%的构象改变。对CaM部分酶解研究表明，C-端两个结合位点对124质膜Ca2+-ATPase分子量约138kDa，有10个跨膜区，活性位点在第4~5跨膜区之间的胞质区段；C-端有CaM结合位点和磷酸化位点。非活化状态下C-端将活性部位遮蔽。当细胞内Ca2+浓度升高时，即可与CaM结合，然后与Ca2+泵C-端结合，露出活性部位将Ca2+排出细胞。PKC、PKA等可通过使C-端磷酸化从活性部位移开，使Ca2+-ATPase活化。质膜Ca2+-ATPase分子量约138kD125(2)钙离子：细胞中钙浓度的调节(2)钙离子：126钙-钙调蛋白(calmodulin,CaM)复合体的分子结构及对酶的调节钙-钙调蛋白(calmodulin,CaM)复合体的分子结构127CaM-蛋白激酶II的激活CaM-蛋白激酶II的激活128钙信号的消除钙信号的消除129生化细胞信号传导课件130生化细胞信号传导课件131生化细胞信号传导课件132生化细胞信号传导课件133生化细胞信号传导课件134生化细胞信号传导课件135生化细胞信号传导课件136生化细胞信号传导课件137生化细胞信号传导课件138生化细胞信号传导课件139生化细胞信号传导课件140细胞内信号的传递必须有一系列蛋白组成一条链，即信号传递是通过蛋白质与蛋白质之间的相互作用而实现的。其中包括信号有选择性的与受体的识别——专为胞内信号（第二信使）——信号放大（蛋白质之间的磷酸化）——作用中断的效应蛋白（可以是酶、基因或骨架蛋白质等）——信号终止（脱敏,如信号的适应过程。长期接受大量信号的轰击，就不会有反应了。如白光到黑暗）细胞内信号的传递必须有一系列蛋白组成一条链，即信号传递是通过141蛋白质与蛋白质之间的相互作用是靠一些模序结合域实现的，如有些蛋白质具有SHdoman就结合在另一个具有SHdoman的蛋白质上。蛋白质与蛋白质之间的相互作用是靠一些模序结合域实现的，如有些142生化细胞信号传导课件143支架蛋白(Scaffoldprotein)

其主要功能是将其他蛋白质结合在一起，促进它们相互作用。

•将细胞信号通路中的各种信号分子结合在一起，形成复合物•

起生理性隔室化的效应,从而防止该通路与其他通路发生交联•含有许多蛋白结合域支架蛋白(Scaffoldprotein)144蛋白激酶之间相互调节过程中，如何选择特异性底物是保证其功能的基础。支架蛋白与激酶形成的复合物是决定信号转导特异性的关键。蛋白激酶之间相互调节过程中，如何选择特异性底物是保证其功能的145生化细胞信号传导课件146生化细胞信号传导课件147生化细胞信号传导课件148生化细胞信号传导课件149生化细胞信号传导课件150生化细胞信号传导课件151生化细胞信号传导课件152生化细胞信号传导课件153生化细胞信号传导课件154生化细胞信号传导课件155生化细胞信号传导课件156生化细胞信号传导课件157生化细胞信号传导课件158生化细胞信号传导课件159生化细胞信号传导课件160生化细胞信号传导课件161生化细胞信号传导课件162生化细胞信号传导课件163生化细胞信号传导课件164生化细胞信号传导课件165生化细胞信号传导课件166生化细胞信号传导课件167生化细胞信号传导课件168生化细胞信号传导课件169生化细胞信号传导课件170生化细胞信号传导课件171生化细胞信号传导课件172生化细胞信号传导课件173生化细胞信号传导课件174生化细胞信号传导课件175生化细胞信号传导课件176生化细胞信号传导课件177生化细胞信号传导课件178生化细胞信号传导课件179生化细胞信号传导课件180生化细胞信号传导课件181生化细胞信号传导课件182生化细胞信号传导课件183生化细胞信号传导课件184生化细胞信号传导课件185生化细胞信号传导课件186生化细胞信号传导课件187生化细胞信号传导课件188生化细胞信号传导课件189生化细胞信号传导课件190生化细胞信号传导课件191生化细胞信号传导课件192生化细胞信号传导课件193生化细胞信号传导课件194生化细胞信号传导课件195生化细胞信号传导课件196生化细胞信号传导课件197生化细胞信号传导课件198生化细胞信号传导课件199G蛋白偶联受体（GPCR)G蛋白偶联受体（GPCR)200生化细胞信号传导课件201生化细胞信号传导课件202生化细胞信号传导课件203生化细胞信号传导课件204生化细胞信号传导课件205生化细胞信号传导课件206生化细胞信号传导课件207生化细胞信号传导课件208生化细胞信号传导课件209生化细胞信号传导课件210生化细胞信号传导课件211生化细胞信号传导课件212生化细胞信号传导课件213生化细胞信号传导课件214生化细胞信号传导课件215生化细胞信号传导课件216生化细胞信号传导课件217生化细胞信号传导课件218生化细胞信号传导课件219生化细胞信号传导课件220生化细胞信号传导课件221生化细胞信号传导课件222生化细胞信号传导课件223生化细胞信号传导课件224生化细胞信号传导课件225生化细胞信号传导课件226生化细胞信号传导课件227生化细胞信号传导课件228生化细胞信号传导课件229生化细胞信号传导课件230生化细胞信号传导课件231生化细胞信号传导课件232生化细胞信号传导课件233生化细胞信号传导课件234生化细胞信号传导课件235生化细胞信号传导课件236生化细胞信号传导课件237生化细胞信号传导课件238生化细胞信号传导课件239细胞信号转导CellularSignalTransduction细胞信号转导CellularSignalTransduc240生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存；另一方面信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处241

单细胞生物通过反馈调节，适应环境的变化。多细胞生物则是由各种细胞组成的细胞社会，除了反馈调节外，更有赖于细胞间的通讯与信号传导，以协调不同细胞的行为，如：①调节代谢:通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢；②实现细胞功能：如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放；③调节细胞周期：使DNA复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段；④控制细胞分化：使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞；⑤影响细胞的存活。

242信号传导系统的特异性信号传导系统的特异性243细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。244细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。生命现象的重大活动，包括基因表达、分化、生长发育、细胞增殖、细胞凋亡和免疫等都与信号传导有关。细胞信号传导影响细胞各方面的功能：影响酶活性——代谢过程。影响细胞骨架的装配——细胞运动、细胞形态及物质运输改变离子通道——改变膜电位影响DNA合成起始(限速步骤）影响基因表达——激活/阻遏生存依赖精细调控的细胞间、细胞内分子通讯网络:内环境的恒稳态。细胞信号传导是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。245研究细胞信号传导相关物质获得了很多诺贝尔奖研究细胞信号传导相关物质获得了很多诺贝尔奖246生化细胞信号传导课件247生化细胞信号传导课件248细胞信号传导的基本路线细胞信号传导的基本路线249生化细胞信号传导课件250生化细胞信号传导课件251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，在细胞间反映和进行相互的机制，称为细胞通讯。在通讯过程中，细胞作为一个生命的独立单位和一个相对独立的系统，如何识别环境中的各种信号，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的各种代谢，影响细胞的生长，甚至诱导细胞的死亡，都是细胞信号传导研究的内容。高等生物所处的环境无时无刻不在变化，机体功能252细胞通讯的三种方式及其反应概括地说：根据细胞通讯的特点可以分为三类：1.直接接触：细胞与细胞之间通过质膜表面直接的粘合和附着实现信息的交流。2.直接联系:相邻细胞之间形成细胞通道实现生物大分子的交流。如细胞间连丝，可以直接进行细胞质的直接交流。这对多细胞生物的发育和形态检查是非常重要的。3.间接联系：真核细胞之间通讯的主要方式，主要方式是以配体和受体的结合起始信号的传递。细胞通讯的三种方式及其反应概括地说：根据细胞通讯的特点可以分253生化细胞信号传导课件254生化细胞信号传导课件255生化细胞信号传导课件256生化细胞信号传导课件257生化细胞信号传导课件258生化细胞信号传导课件259生化细胞信号传导课件260

膜受体与细胞内受体膜受体与细胞内受体261三种类型的膜受体(细胞表面受体)

三种类型的膜受体(细胞表面受体)262离子通道关联受体

离子通道关联受体263G蛋白关联受体

G蛋白关联受体264有细胞内催化结构域的酶联受体

有细胞内催化结构域的酶联受体265细胞内受体

细胞内受体266

受体作用的特点A受体分子的立体构型决定受体的特异性B配体具备高度亲和力C受体被配体完全结合后呈现可饱和性D受体与配体的结合及解离在可逆的动态平衡中E调节性基于受体的磷酸化与非磷酸

受体作用的特点267生化细胞信号传导课件268生化细胞信号传导课件269生化细胞信号传导课件270生化细胞信号传导课件271根据信号分子的作用部位可以将其分为三大类：第一信使：细胞外的信号分子通过各自的特异受体作用于靶细胞。第二信使：指受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号转导通路的活性物质。

第二节细胞内信号转导相关分子根据信号分子的作用部位可以将其分为三大类：第一信使：细胞外的272第二信使的3个特点：①受胞外信号作用后，发生迅速而短暂的增加或减少；②对胞外信号具有放大作用，以致微小的刺激就可以产生明显的生物学效应；③激活靶蛋白或酶，诱发细胞内相应的一组程序化反应。第二信使的3个特点：273第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使。是一类与靶基因特异性序列相结合的核蛋白，可调控基因的转录水平。有以下特点；①受刺激后在数分钟内表达，是即刻早期基因产物；②转录是短暂的，不依赖于新（denovo)蛋白质合成；③表达产物的半衰期短；④蛋白质产物受Ser/Thr蛋白激酶（PKA）等磷酸化修饰；⑤成熟的蛋白质一旦成熟就进入核内，很难在细胞质中检测到。第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信274细胞信号转导主要途径模式图IP3:三磷酸肌醇；DG：二酰甘油；PKA：依赖cAMP的蛋白激酶；PKC：依赖Ca与磷脂的蛋白激酶；CaM.PK：依赖Ca.CaM.d蛋白激酶；CDPK：依赖Ca的蛋白激酶；MAPK：有丝分裂原蛋白激酶；JAK；另一种蛋白激酶；TF：转录因子细胞信号转导主要途径模式图IP3:三磷酸肌醇；DG：二酰甘油275这个大大简化了的模式图中，每种信号看来都是从上游到下游线性传递，彼此间似乎并无联系。实际上细胞信号传递途径是一个复杂的网络系统。多数信号分子可激活不同的信号途径，如溶血磷脂酸受体至少与3种不同的G蛋白和4条信号通路相连。几个不同的信号途径可激活同一蛋白激酶，不同蛋白激酶的靶蛋白以及不同转录因子调控的靶基因发生重叠的情况更是屡见不鲜。通过这些共同作用的效应分子，不同的信号途径交织整合成一个错综复杂的网络系统。图中信号的线性传递只是为了便于初学者了解信息流动中的传承关系而采用的权宜之法。这个大大简化了的模式图中，每种信号看来都是从上游到下276细胞信号传导的一般过程1、启动配体与受体结合，启动膜内侧级联反应，将信号传给第二信使分子。2、放大和整合多种信使分子通过不同通路激活一系列蛋白激酶传递信息，实现信号的放大与整合。3、效应信号分子或转录因子进入细胞核，与基因相互作用，调节蛋白质合成或细胞分泌、运动、形态变化和凋亡。4、终止通过负反馈途径，活化抑制因子或灭活因子，终止信号的启动作用。第二信使蛋白激酶酶蛋白DNAmRNA转录因子细胞生理功能的调节细胞信号传导的一般过程第二信使蛋白激酶酶蛋白DNA转录因子细277图7-2细胞信号传导的主要分子途径

图7-2细胞信号传导的主要分子途径278

一.促使第二信使产生的G蛋白：

G蛋白是鸟苷酸结合蛋白（guanosinenucleotide-bindingprotein）的简称。G蛋白是一类能与膜受体偶联而具有信号转导作用的蛋白质。G蛋白通过与GTP结合激活效应器产生第二信使或与GDP结合而丧失激活效应器的功能。，一.促使第二信使产生的G蛋白：279G蛋白

1971年，Rodbell发现胰高血糖素激活大鼠cAMP需要GTP存在，提出受体与效应器之间应存在一个转换器。1977年，Ross和Gilman证实此转换器为G蛋白。1980年，Gilman和他的同事纯化了Gs蛋白。此后十多年，G蛋白及其偶联受体以及其介导的信号转导通路迅速发展。Rodbell和Gilman获得1994年诺贝尔医学和生理学奖。（细胞表面受体）G蛋白1971年，Rodbell发现胰高血280

吉尔曼（AlfredG.Gilman）1941.7.1~

德克萨斯大学西南医学中心药学系吉尔曼（AlfredG.Gilman）德克萨斯大学西281TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1994“fortheirdiscoveriesofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells”德克萨斯大学西南医学中心药学TheNobelPrizeinPhysiology282

发现G蛋白的意义：

通过G蛋白介导，将受体接受的信号传递给效应物，产生第二信使，在细胞内将信号放大。

它揭示了细胞外信号如何转换为细胞内信号的真正机制，从而开辟了细胞信号跨膜转导研究的新时代。发现G蛋白的意义：283生化细胞信号传导课件284

G蛋白由三个亚基组成,100kD左右：G：39~46kD，20多种，有GTP或GDP结合位点、GTP酶活性、ADP核糖基化位点、毒素修饰位点及受体和效应器结合位点等。G：36kD，6种。G：7~8kD，10多种。可以有上千种组合。

在天然电泳中β与γ仍紧密结合在一起。

G蛋白由三个亚基组成,100kD左右：285

G蛋白有两种构象形式：活化型：G与GTP结合，与G分离。非活化型：G与GDP结合，与G结合成三聚体。

G蛋白有两种构象形式：286

G蛋白基本结构位于细胞膜的胞浆侧。G蛋白基本结构287G蛋白介导的跨膜信号转导模型

①当异三聚体型G蛋白的α亚基与GDP结合，并构成αβγ三聚体时呈无活性状态。②当配体与膜受体结合后，受体的构象发生变化，与Gα相互作用，GDP从Gα脱落而与GTP结合，G蛋白被激活。③Gα与βγ亚基分离，分别与效应蛋白（酶）发生作用。④Gα的GTPase将GTP水解为GDP，Gα重新与βγ亚基结合而失活。

G蛋白介导的跨膜信号转导模型

①当异三聚体型G蛋白的α亚基288

活化型非活化型在这个模型中，Gs穿梭于膜上两个蛋白质--受体与腺苷酸环化酶之间，起了一个信号传递者的作用，而Gs上结合GTP-GDP循环在激活-灭活环化酶中起了关键作用。活化型非活化型在这个模型中，Gs穿梭于膜上两个蛋白质--289G蛋白通过AC的信号转导机制1.信号分子结合改变受体构象；2.受体与G蛋白结合并使其激活；3.GTP取代GDP，G游离；4.G结合并激活AC，产生cAMP；5.GTP水解，G与再结合。

G蛋白通过AC的信号转导机制290生化细胞信号传导课件291

2.G蛋白的种类2.G蛋白的种类292Gs型与Gi型G蛋白的作用

1.Gs型G蛋白：能够激活腺苷酸环化酶的G蛋白称为Gs,激活腺苷酸环化酶（AC），激活钙通道，抑制钠通道。2.Gi型G蛋白：对该酶有抑制作用的称为Gi。

抑制AC，抑制钙通道，活化钾通道、PLC和PLA。

Gs可激活AC，而Gi可抑制AC，从而改变细胞中第二信使——cAMP的含量来传递信息

Gs型与Gi型G蛋白的作用293

Gt型G蛋白分布在视网膜的感光细胞，与视紫红质结合，激活cGMP-PDE，传递光反应冲动。Gt型G蛋白294

Gg、

Go及Gq型G蛋白Gg是味蕾组织中的一种G蛋白，与味觉的信号转导有关。Go存在于脑组织中，能调节磷脂代谢，可能与肌醇磷酸信号转导有关。

Gq与磷脂代谢有关，其活性不受细胞毒素的修饰。Gg、Go及Gq型G蛋白295

G蛋白的βγ亚基活化的βγ亚基复合物也可直接激活胞内靶分子，具有传递信号的功能。如心肌细胞中G蛋白偶联受体在乙酰胆碱刺激下，活化的βγ亚基复合物能开启质膜上的K+通道，改变心肌细胞的膜电位。G蛋白的βγ亚基296G蛋白偶联受体能激活心肌质膜的K+离子通道α亚基中的GTP水解，导致α亚基与β、γ亚基重新结合，使G蛋白处于非活性状态，使K+离子通道关闭。乙酰胆碱与心肌细胞的膜受体结合，使得G蛋白的α亚基与β、γ亚基分开;激活的β、γ亚基复合物同K+离子通道结合并将K+离子通道打开G蛋白偶联受体能激活心肌质膜的K+离子通道α亚基中的GTP2973.G蛋白的效应分子G蛋白的效应物：离子通道、腺苷酸环化酶、磷脂酶C、磷脂酶A2等这些酶的活化将导致分散的信号分子如cAMP、cGMP、甘油二酯和三磷酸肌醇以及Ca2+的浓度改变，这些分子将触发更多的特异反应。G蛋白调节离子通道的开放，将导致膜电位的改变，从而改变离子环境，特别是Ca2+浓度的改变。3.G蛋白的效应分子G蛋白的效应物：298调节cGMP-磷酸二酯酶的活性

（RegulatingtheActivityofcGMP-PDE）

光照→视紫红质分解→Gt↑→cGMP-PDE↑→cGMP↓→钠通道关闭。调节cGMP-磷酸二酯酶的活性

（Regulatingth299调节通道蛋白的功能

（RegulatingtheFunctionsofChannelProtein）

异三聚体型G蛋白可参与钙通道、钠通道及钾通道功能的调节。如Gs可激活钙通道，抑制钠通道；Gi可抑制钙通道，激活钾通道。

调节通道蛋白的功能

（RegulatingtheFunc300

301G蛋白作用机制G蛋白作用机制302调节蛋白激酶的活性

（RegulatingActivityofProteinKinase）

单体型G蛋白可调节RNA或蛋白质在细胞内外或核内外的转运过程。小分子单体型G蛋白，如Ras等，主要与细胞生长、分化及凋亡调控等信号转导系统相关蛋白激酶构成复合体，从而调节其酶活性。调节蛋白激酶的活性

（RegulatingActivity303生化细胞信号传导课件304

霍乱毒素（choleratoxin）实验霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，致使亚基丧失GTP酶的活性，使亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。霍乱毒素（choleratoxin）实验305

GsNAD+ADP-ribosylation

Nicotinamide22-kDsubunitofcholeratoxin腺苷腺苷GsNAD+ADP-ribosylationNico306

百日咳毒素（Pertussistoxin）作用百日咳毒素能催化Gi发生ADP核糖基化，致使亚基的GDP与GTP交换抑制，使亚基处于持续非活化状态，因此不能抑制AC，使cAMP浓度升高。导致患儿阵发性痉挛性咳嗽，即百日咳(whoopingcough)。百日咳毒素（Pertussistoxin）作用3074.G蛋白有三种辅助因子1.G蛋白信号调节子/GTP酶激活蛋白（GAP）(regulatorofG-proteinsignaling，RGS)2.鸟苷酸交换因子（GEF)3.鸟苷酸解离因子（GDI)4.G蛋白有三种辅助因子1.G蛋白信号调节子/GTP酶激活308G蛋白信号调节因子

（regulatorofG-proteinsignaling，RGS）

RGS能够直接与激活的Gα亚基结合,显著刺激Gα亚基上的GTP酶活性,加速GTP水解,从而灭活或终止G蛋白信号的一组分子大小各异的多功能蛋白质家族.它们都共同拥有一个130个氨基酸的保守的RGS结构域,其功能是结合激活的Gα亚基,负调节G蛋白信号.许多RGS蛋白还拥有非RGS结构域,能够结合其它信号蛋白,从而整合和调节G蛋白信号之间以及G蛋白和其它信号系统之间的关系.RGS能在Mg2＋的存在下，激活G蛋白的GTP酶，因此又叫GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein，GAP）。G蛋白信号调节因子

（regulatorofG-pro309生化细胞信号传导课件310G蛋白受体有100多个基因，设计的信号分子很多大多是激素，还有一些化学引诱剂，如嗅觉，味觉，视觉等，很多药物是通过这种信号传递通路，寻找不同的靶位点而设计的。G蛋白受体的活化虽然是相似的机制，但会引发不同的反应。主要是受体本身有很多异构体，是引发信号传导多样性的一个条件，同时G蛋白的三个亚基也有很多异构体，会排列组合多种不同的G蛋白，腺苷酸环化酶也有很多异构体，这样就可以接受不同的信号，产生不同的细胞反应。G蛋白受体G蛋白受体有100多个基因，设计的信号分子很多大多是激素，还311生化细胞信号传导课件312受体、G蛋白、效应蛋白和细胞效应受体、G蛋白、效应蛋白和细胞效应313受体脱敏有5种情况1.受体-信号复合物——内吞变为胞内体——由于酸性环境受体与信号解体。（受体没收）2.受体-信号复合物进入胞内体后与溶酶体结合，酸性水解酶笑话受体和信号物质（受体下调）3.受体被磷酸化，结合一个物质后失活。4.受体蛋白结合一个信号传递过程中的产物被阻遏，失活。（副反馈抑制）5受体脱敏有5种情况1.受体-信号复合物——内吞变为胞内体——314是指细胞外第一信使与其特异受体结合后，通过信息跨膜传递机制激活的受体，刺激膜内特定的效应酶或离子道，而在胞浆内产生的信使物质。这种胞内信息分子起到将胞外信息传导、放大、变为细胞内信息的作用。从分子学意义上讲，细胞内信息传递过程是以细胞内蛋白质磷酸化与脱磷酸化为基础，依次引起构型的变化和功能的改变，以实现信息的传递。

第二信使是指细胞外第一信使与其特异受体结合后，通过信息跨315生化细胞信号传导课件316第二信使实际上是指生命信息跨膜传递体系。不同组织的不同细胞虽有很大差异，但总体可以分为三类：1.cAMP和cGMP信使体系2.DAG和IP3-Ca2+信使体系3.No-cGMP信使体系第二信使实际上是指生命信息跨膜传递体系。317sutherland发现第二信使而获得1971诺贝尔奖(1)、cAMP发现第二信使获得1971年的诺贝尔医学和生理学奖sutherland发现第二信使而获得1971诺贝尔奖(1)318细胞内的化学信号（第二信使）第二信使生成酶功能cAMPAC活化PKAcGMPGC活化PKGDAG/DGPLC活化PKCIP3PLC调节Ca2+释放Ca2+调节CaM-PK等神经酰胺神经鞘氨酯酶调节磷酸酯酶等cADPRADP核糖环化酶调节Ca2+释放NONOS调节GC（磷脂酶C）（合酶）鸟环酶细胞内的化学信号（第二信使）第二信使生成酶功能cAMPAC319生化细胞信号传导课件320生化细胞信号传导课件321利钠肽

利钠肽322腺苷酸环化酶(adenylatecyclase，AC)是膜整合蛋白，能够将ATP转变成cAMP，引起细胞的信号应答。腺苷酸环化酶(adenylatecyclase，AC)323生化细胞信号传导课件324生化细胞信号传导课件325cAMP激活蛋白激酶AcAMP激活蛋白激酶A326生化细胞信号传导课件327cAMP-PKA通路调节基因转录cAMP-PKA通路调节基因转录328被cAMP激活的PKA,大多数在胞质溶胶中激活一些细胞质靶蛋白,少数被激活的PKA可以转移到细胞核中磷酸化某些重要的核蛋白,其中多数是被称为CREB(cAMPresponseelementbinding)的转录因子肝细胞对胰高血糖素和肾上腺素的应答糖原磷酸化酶被cAMP激活的PKA,大多数在胞质溶胶中激活一些细胞质靶蛋329处于信息传递链中段的蛋白质磷酸化，除了对酶蛋白质及生理代谢起直接调节外，还往往通过使转录因子磷酸化调节核内的基因表达，由基因表达产物间接产生的影响更深刻，更具有主要的影响。处于信息传递链中段的蛋白质磷酸化，除了对酶蛋白330生化细胞信号传导课件331cAMP信号的终止：

cAMP磷酸二酯酶(PDE)cAMP信号的终止：

cAMP磷酸二酯酶(PDE)332cAMP信号传递模型cAMP信号传递模型333生化细胞信号传导课件334生化细胞信号传导课件335cGMPcGMP336两种鸟苷酸环化酶：mGC、sGC两种鸟苷酸环化酶：mGC、sGC337鸟苷酸环化酶GC及其配体鸟苷酸环化酶GC及其配体338cGMP作用的的靶分子cGMP作用的的靶分子339生化细胞信号传导课件340生化细胞信号传导课件341生化细胞信号传导课件342生化细胞信号传导课件343生化细胞信号传导课件344生化细胞信号传导课件345PLC也是一个大家族PLC也是一个大家族346查PI-3D的查PI-3D的347DAG与IP3：磷脂酰肌醇信号通路DAG与IP3：磷脂酰肌醇信号通路348磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3349蛋白激酶C的激活过程及将要引起的应答蛋白激酶C的激活过程及将要引起的应答350蛋白激酶C激活特定基因的两种途径蛋白激酶C激活特定基因的两种途径351生化细胞信号传导课件352生化细胞信号传导课件353生化细胞信号传导课件354生化细胞信号传导课件355生化细胞信号传导课件356生化细胞信号传导课件357生化细胞信号传导课件358生化细胞信号传导课件359生化细胞信号传导课件360钙调素的理化性质

CaM是148个氨基酸组成的单链耐热、酸性小分子可溶性球蛋白，分子量在16670D，

95℃加热3min不致变性，pI=3.9~4.2。

Ca2+信号的生理功能（a）（b）钙调素的链由4个域区（Ⅰ~Ⅳ）组成，每个域区结合1个Ca2+。每个结合位置由包含天冬氨酸和谷氨酸侧链的环组成，侧链与Ca2+形成离子键。苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸和天冬酰胺侧链上的氧原子也参与和Ca2+的结合（引自张槐耀）当Ca2+与钙调素结合后，钙调素进行构象改变，使之与其他蛋白结合，调节酶的活性。钙调素的理化性质Ca2+信号的生理功能（a）（b）钙调素的链361

362

对CaM部分酶解研究表明，C-端两个结合位点对[Ca2+]的亲和力很高，N-端的两个结合位点对[Ca2+]的亲和力较低，而只要结合两个[