復(fù)習(xí)與鞏固上節(jié)課的重點內(nèi)容1.掌握基因工程和限制性內(nèi)切酶的概念；2.掌握限制性內(nèi)切酶的識別序列的特點。3.掌握轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別；4.掌握重組DNA技術(shù)的大致操作過程；5.掌握分子雜交、基因診斷和基因治療的概念；6.

掌握PCR的原理和步驟。12023/2/18細(xì)胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)第十五章CellularSignalTransduction概述單細(xì)胞生物

——直接作出反應(yīng)多細(xì)胞生物

——通過細(xì)胞間復(fù)雜的信號傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機(jī)體活動。外界環(huán)境變化時cellcellcellss32023/2/18細(xì)胞間信息傳遞方式:①通過相鄰細(xì)胞的直接接觸（如：接觸抑制）②通過細(xì)胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)自身或其他細(xì)胞的代謝和功能

具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)稱為信號分子42023/2/18跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)信號分子經(jīng)過各種相關(guān)成分跨膜的級聯(lián)傳遞最終引起生物效應(yīng)，這一過程稱為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）52023/2/18信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)(signaltransductionsystem)

第一信使受體

第二信使效應(yīng)蛋白

效應(yīng)蛋白第一節(jié)信息物質(zhì)62023/2/18

一、細(xì)胞間信息分子：第一信使細(xì)胞外信號分子是指由特定細(xì)胞釋放的各種對靶細(xì)胞有調(diào)節(jié)信號作用的化學(xué)物質(zhì)。cell(一)定義:72023/2/181.神經(jīng)遞質(zhì):又稱突觸分泌信號(synapticsignal)

——

突觸分泌方式特點由神經(jīng)元細(xì)胞分泌；通過突觸間隙到達(dá)下一個神經(jīng)細(xì)胞；作用時間較短。例如：乙酰膽堿、去甲腎上腺素等(二)分類:82023/2/182.內(nèi)分泌激素:又稱內(nèi)分泌信號(endocrinesignal)

——

內(nèi)分泌方式特點:由特殊分化的內(nèi)分泌細(xì)胞分泌；通過血液循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞；大多數(shù)作用時間較長。

例如:胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等92023/2/18按內(nèi)分泌激素的化學(xué)組成分為:含氮激素:如腎上腺素、甲狀腺、促甲狀腺激素、胰高血糖素、胰島素、生長激素等類固醇激素:如性激素、皮質(zhì)醇、醛固酮等按激素受體的分布部位：胞內(nèi)受體激素:

甲狀腺素、類固醇激素VAVD胞膜受體激素:

除甲狀腺素外其他的含氮激素

102023/2/183.局部化學(xué)介質(zhì):又稱旁分泌信號(paracrinesignal

——旁分泌方式特點:由體內(nèi)某些普通細(xì)胞分泌；不進(jìn)入血循環(huán),通過擴(kuò)散作用到達(dá)附近的靶細(xì)胞；一般作用時間較短。例如:生長因子、細(xì)胞因子、前列腺素等。112023/2/184.氣體信號:

例如:*NO合酶（NOS）通過氧化L-精氨酸的胍基而產(chǎn)生NO

*血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的CO

122023/2/185.其他:

有些細(xì)胞間信息物質(zhì)能對同種細(xì)胞或分泌細(xì)胞自身起調(diào)節(jié)作用，稱為自分泌信號(autocrinesignal)

——自分泌方式有些細(xì)胞間信息物質(zhì)可在不同的個體間傳遞信息，如昆蟲的性激素。

還包括引起視覺、嗅覺、味覺、觸覺的光線信號、氣味、味道分子等成分132023/2/18（一）第二信使

肽類激素等第一信使不能透過細(xì)胞膜，其信號通過質(zhì)膜受體介導(dǎo)，能激活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生其它傳遞信號的小分子，這些小分子信號物質(zhì)稱為第二信使（secondmessenger）

①能轉(zhuǎn)換、放大胞外調(diào)節(jié)信號；②能在細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散；③其直接作用是改變信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酶或離子通道活性，可以最終引起細(xì)胞生物效應(yīng)。

特點:定義:

二、細(xì)胞內(nèi)信息分子142023/2/18化學(xué)性質(zhì):無機(jī)離子：如Ca2+

脂類衍生物：如DAG糖類衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信號蛋白分子152023/2/18（二）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酶類及蛋白質(zhì)作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分的特異酶類，稱信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酶類受體酶：如生長因子膜受體具有蛋白酪氨酸激酶活性?？扇苄悦福耗承┟割愊嗷ヅ悸?lián)，一種酶既是上游信號酶的底物，又可作用于下游信號分子。作用：①蛋白質(zhì)磷酸化是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的最重要作用方式，②酶反應(yīng)特異、高效催化多個底物分子轉(zhuǎn)變，形成逐級放大的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)系統(tǒng)162023/2/18（三）靶細(xì)胞生物效應(yīng)信號靶細(xì)胞代謝變化離子通道或載體蛋白變化基因表達(dá)變化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)特點：特異性，放大性，時效性，整合性172023/2/18能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱配體(ligand)。受體:是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特異識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。第二節(jié)受體182023/2/18單跨膜受體酪氨酸蛋白激酶受體型酪氨酸蛋白激酶非受體型（細(xì)胞因子類受體）鳥苷酸環(huán)化酶活性受體跨膜受體細(xì)胞內(nèi)受體離子通道受體G蛋白偶聯(lián)受體受體192023/2/18根據(jù)細(xì)胞定位:一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能存在于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲嵌的糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：G蛋白偶聯(lián)受體，離子通道受體和單跨膜受體。（一）膜受體(membranereceptor)目錄202023/2/181.G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）又稱七個跨膜疏水螺旋受體/蛇型受體(serpentinereceptor)

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)矩型代表-螺旋，N端可被糖基化，C端的半胱氨酸被棕櫚酰化。胞內(nèi)區(qū)胞外區(qū)212023/2/18兩種G蛋白的活性型和非活性型的互變※G蛋白(guanylatebindingprotein)是一類和GTP或GDP相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白，由、、三個亞基組成。有兩種構(gòu)象：非活化型；活化型222023/2/18

此類受體的信息傳遞可歸納為:

激素

受體Ｇ蛋白酶

第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白

生物學(xué)效應(yīng)232023/2/182.環(huán)狀受體——離子通道型受體煙堿型乙酰膽堿受體跨膜陽離子通道-氨基丁酸受體甘氨基受體

陰離子通道煙堿型乙酰膽堿受體結(jié)構(gòu)242023/2/183.單個跨膜螺旋受體

含TPK結(jié)構(gòu)域的受體EGF:表皮生長因子IGF-1:胰島素樣生長因子PDGF:血小板衍生生長因子FGF:成纖維細(xì)胞生長因子目錄252023/2/18與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰島素受體insulingrowthfactorreceptor,IGF-R

表皮生長因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor,EGF-R)。與配體結(jié)合后，可與酪氨酸蛋白激酶偶聯(lián)而表現(xiàn)出酶活性，如生長激素受體、干擾素受體。(2)非酪氨酸蛋白激酶受體型（細(xì)胞因子類受體）(1)酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）目錄262023/2/184.鳥嘌呤環(huán)化酶（GC）活性受體

胞外

胞內(nèi)膜受體PKHGC

具有鳥苷酸環(huán)化酶活性的受體結(jié)構(gòu)

PKH：激酶樣結(jié)構(gòu)域

GC：鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域目錄心鈉素272023/2/18⑴

受體的結(jié)構(gòu)（二）胞內(nèi)受體(intracellularreceptor)位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體，全部為DNA結(jié)合蛋白。高度可變區(qū)位于N端，具有轉(zhuǎn)錄活性DNA結(jié)合區(qū)含有鋅指結(jié)構(gòu)激素結(jié)合區(qū)位于C端，結(jié)合激素、熱休克蛋白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄鉸鏈區(qū)與轉(zhuǎn)錄因子作用和受體向核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)282023/2/18核受體結(jié)構(gòu)示意圖目錄轉(zhuǎn)錄激活域（TAD）配體結(jié)合域（LBD）⑵相關(guān)配體:類固醇激素、甲狀腺激素和1，25-二羥維生素D3、視黃酸等292023/2/18

二、受體作用的特點

高度專一性

高度親和力

可飽和性

特定的作用模式可逆性配體濃度受體飽和度（％）配體－受體結(jié)合曲線302023/2/18第三節(jié)信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

SignalTransductionPathway312023/2/18

一、膜受體介導(dǎo)的信息傳遞cAMP-蛋白激酶A途徑

Ca2+－鈣調(diào)蛋白激酶信號途徑cGMP-蛋白激酶G途徑

酪氨酸蛋白激酶途徑核因子途徑TGF-β途徑

環(huán)核苷酸依賴型蛋白激酶途徑肌醇磷脂介導(dǎo)的信號途徑生長因子．細(xì)胞因子信號途徑DAG-PKC信號傳遞途徑322023/2/18（一）cAMP-蛋白激酶Ａ途徑1.組成:胞外信息分子，受體，G蛋白，腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase，AC)，cAMP，蛋白激酶A(proteinkinaseA，PKA)332023/2/182．PKA的作用:⑴

對代謝的調(diào)節(jié)作用:通過對效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。物質(zhì)代謝關(guān)鍵酶磷酸化、質(zhì)膜Ca2＋通道磷酸化、微絲（微管）蛋白磷酸化、受體磷酸化。342023/2/18

磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATP

PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

ATP磷蛋白磷酸酶PPi腎上腺素對糖原代謝的影響

腎上腺素＋受體

腎上腺素·

受體復(fù)合物激活Ｇ蛋白激活A(yù)CATPcAMPPKA352023/2/18（cAMP-dependentproteinkinase，PKA）R：調(diào)節(jié)亞基C：催化亞基cAMPcAMP蛋白激酶A活性的調(diào)節(jié)RRＣＣRRＣＣ362023/2/18GsACATPcAMPCCRRCC

靶蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi

轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜(2)對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用:372023/2/18ＣＣ結(jié)構(gòu)基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ細(xì)胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥDNA蛋白質(zhì)382023/2/18（二）肌醇磷脂介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑甲狀腺素釋放激素、抗利尿激素、組胺、5-羥色胺、神經(jīng)遞質(zhì)等G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合激活磷脂酶C型G蛋白（Gq）活化磷脂酶C磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）IP3

＋二?；视停―AG）392023/2/18DAG，IP3的生物合成和功能PIP2PLCDAG+IP３IP3

：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合，促使細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放DAG：在磷脂酰絲氨酸和Ca2+協(xié)同下激活PKC402023/2/181.Ca2+－鈣調(diào)蛋白激酶信號途徑受體、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、鈣調(diào)蛋白、CaM激酶(Ca2+－CaM激酶途徑

)鈣調(diào)蛋白(calmodulin,CaM)有四個Ca2+結(jié)合位點。與Ca2+一起激活CaM激酶，磷酸化多種功能蛋白質(zhì)（絲、蘇氨基酸殘基）。組成412023/2/18受體GDP質(zhì)膜G蛋白GTP磷脂酶CPIP2IP3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2＋通道Ca2＋Ca2＋-CaMCaMCaM激酶CaM激酶（有活性）靶蛋白磷酸化生物效應(yīng)DAGIP3介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑422023/2/182.DAG-PKC信號傳遞途徑組成胞外信息分子，G蛋白蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC)磷脂酶C(phosphol