《细胞生物学》 瞿中和 王喜忠 丁明孝 主编 高等教育出版社 第3版
（二）信号分子与受体
1.信号分子（signal molecule）
（1）分类 化学性质：短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO) 、氨基酸、核苷酸、脂类、胆
固醇衍生物
溶解性：亲脂性信号分子——可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体
复合物，调节基因表达（如甾类激素和甲状腺素） 。
亲水性信号分子——不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信
号传递，又称为第一信使(primary messenger)（如神经递质）。
气体性信号分子
（2）信号分子的共同特点
①特异性，只能与特定的受体结合； ②高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统； ③可灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。 2.受体（receptor）：能识别和选择性结合配体(signal molecule)的大分子称为受体。
（1）细胞内受体：被胞外亲脂性信号分子所激活（如激素激活的基因调控蛋白即为胞内受
体超家族）。
（2）细胞表面受体：被胞外亲水性信号分子所激活。分属三大家族： ①离子通道耦联的受体 ②G-蛋白耦联的受体 ③酶耦联的受体
3.第二信使（second messenger）与分子开关（molecular switches）（重点）
（1）通常把细胞外的信号称为第一信使。第二信使是指在胞内最早产生的信号物质。 第二信使至少有两个特征:
①.是第一信使与其膜受体结合后，最早在细胞膜内侧或胞浆中出现，并仅在细胞内部起作用的信息分子；
②.能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。
目前公认的第二信使有cAMP、 cGMP、DG、IP3、和Ca2+。
（2）分子开关：细胞内信号传递级联反应中，有正、负两种相反相成的反馈机制的精确控制，即对每一步反应既有激活机制又有相应的失活机制 二、信号转导系统及其特性
（一）信号转导途径的基本组成与信号蛋白
组成细胞表面到细胞核的信号途径的各类信号蛋白组分（P 226） （二）细胞内信号蛋白的相互作用
细胞内信号蛋白间的相互作用是靠蛋白质模式结合域的特异性介导的（P 227） （三）信号转导系统的主要特性
特异性
放大作用、信号终止或下调 整合作用
细胞信号通路（signaling pathway）：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号
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转导为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。
问题：细胞如何对外来刺激作出应答反应？
第二节、通过细胞内受体介导的信号转导 一、细胞内核受体及其对基因表达的调节
细胞内受体在接受脂溶性的信号分子并与之结合形成受体-配体复合物后就成为转录促进因子，作用于特异的基因调控序列，启动基因的转录和表达。 二、 NO的信号分子作用
NO （nitric oxide，NO）是一种气体自由基，可与其它分子如O2、超氧自由基O2 ˉ或过渡金属（如血红蛋白结合的铁）起反应。
NO在体内极不稳定，半衰期仅为3～5 s、脂溶性，可以快速透过生物膜扩散；在体内迅速被血红蛋白、 O2ˉ或氢醌等灭活。其生成依赖于一氧化氮合酶（nitric oxide synthase , NOS ）。
第二节、G-蛋白耦联受体介导的信号转导
细胞表面受体的三种主要类型：离子通道偶联受体 G蛋白偶联受体 酶联受体 一、G蛋白耦联受体的结构与激活 G蛋白耦联受体的结构与功能
为 7 次跨膜蛋白；
胞外结构域—— 识别胞外信号分子并与之结合；
胞内结构域——与G蛋白耦联，调节相关酶活性；在胞内产生第二信使，将胞外信号跨膜传递到胞内。
二、G-蛋白耦联的受体介导的信号通路
（一）以cAMP信号通路为第二信使的信号通路 细胞外信号与相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞效应的信号通路。
? 配体与受体结合→受体构象改变→ G蛋白a亚基与GTP结合而激活→沿细胞膜自
由扩散直接与效应蛋白作用(效应蛋白多是离子通道或膜结合酶。离子通道通过改变质膜对离子通透性，酶通过影响胞内底物及其他蛋白而产生细胞效应)。
? 当配体与受体结合解除，G蛋白a亚基与效应蛋白分离，重新形成三聚体，G蛋白
回复静息状态。
cAMP的主要作用
cAMP的效应蛋白多是离子通道或膜结合酶。
? 激活依赖cAMP的蛋白激酶A（PKA） ? 调节离子通道通透
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cAMP信号通路激素＋G蛋白耦联受体激活G蛋白激活ACATPcAMP激活PKA基因调控蛋白磷酸化基因转录 问题：哺乳动物细胞中糖原的分解是第二信使cAMP通过PKA激活细胞质中的靶酶引起信号转导的典型例子， 请回答以下问题： ①说明其机理。
②为什么说肾上腺素和胰高血糖素不仅激活了催化糖原裂解的酶，而且还促进细胞利用小分子前体合成葡萄糖？
（二）磷脂酰肌醇双信使信号通路
第四节 酶连受体介导的信号转导
酶连受体（催化性受体） ①受体酪氨酸激酶 ②受体丝氨酸/苏氨酸激酶 ③受体酪氨酸磷酸酯酶 ④受体鸟苷酸环化酶
⑤酪氨酸蛋白激酶联系的受体
第五节 细胞信号传递的基本特征
? 具有收敛(convergence)或发散(divergence)的特点； ? 既具有专一性又有作用机制的相似性；
? 信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存； ? 细胞以不同的方式产生对信号的应答； ? 信号的整合、调节与终止。 信号的“收敛”
每种受体识别与结合各自的特异性配体，来自各种非相关受体的信号，可以在细胞内收敛成激活一个共同的效应器，从而引起细胞生理、生化反应和细胞行为的改变。 信号的“发散”
来自相同的配体的信号，可发散激活各种不同的效应器，导致多样化的细胞应答。 网络整合信息
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细胞信号转导是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控性过程。细胞内多条信号通路相互联系，整合为复杂的信号网络系统。
第九章 细胞骨架
重点:微丝的结构成分、组装（极性）、微丝、的功能；微管的结构成分、组装（微管组织中心）、微管功能（参与细胞形态的维持、细胞运输、运动和细胞分裂）。
细胞骨架概述 (P3、P32） 特点
细胞骨架是指存在于真核细胞中的三维蛋白纤维网架体系 高度动态的结构、基本功能—维持细胞形态、细胞运动 组成
细胞质骨架、细胞核骨架
◆狭义:细胞质骨架,包括微丝、微管和中间丝。
◆广义:细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质，形成贯穿于细胞核、细胞质、细胞外的一体化网络结构。 微丝(microfilament，MF)细胞质骨架cytoskeleton微管(microtubule，MT)中间丝(intermediate filament，IF)核基质细胞骨架cell skeleton细胞膜骨架(membrane skeleton)细胞外骨架(exocytoskeleton) 第一节 微丝与细胞运动 又称肌动蛋白纤维(actin filament), 是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。 一、微丝的组成及其组装 （一）结构与组成 肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,外观呈蝶状，中间有ATP、离子结合的位点。单体为球状肌动蛋白（G- actin），纤维状肌动蛋白F-actin是肌动蛋白(actin) 多聚体，呈纤维形 。 （二）微丝的组装及动力学特性
MF的组装或去组装受G-actin浓度和外界条件（如ATP、温度、离子浓度等）的影响。 ◆MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性, 组装时呈头尾相接, 故微丝具有极性，既正极与负极之别。
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细胞核骨架(nuclear skeleton)核纤层染色体骨架《细胞生物学》 瞿中和 王喜忠 丁明孝 主编 高等教育出版社 第3版 ◆体外实验表明，MF正极与负极都能生长，正极生长快，负极生长慢，由于G-actin在正极端组装，负极去组装，从而表现为踏车行为。ATP、Mg2+、高Na+、K+多聚体单体Ca2+及低Na+、K+◆体内组装时，MF呈现出动态变化，主要取决于F-actin结合的ATP水解速度与游离的G-actin单体浓度之间的关系。 微丝组装的基本过程： 肌动蛋白单体在微丝组装前必须与ATP结合 成核期：球状肌动蛋白开始聚合， 生长期：两端速度不同
稳定期：正端延长速度等于负端的解聚 （三）影响微丝组装的特异性药物
细胞松弛素(cytochalasins)：可以切断微丝,并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合, 微丝特异性抑制剂。
◆鬼笔环肽(philloidin)：与F-微丝侧面结合,防止MF解聚。 二、微丝功能
◆1.维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆2.参与细胞的重要功能活动 （1）肌肉收缩(muscle contraction) （2）应力纤维(stress fiber) （3）细胞运动
（4）微绒毛(microvillus) （5）参与胞质分裂
（6）精卵结合的顶体反应
◆3.细胞内信号传递、蛋白质合成支架 ◆ 4.与细胞器关系密切 微丝结合蛋白
微丝网格的组织形式与功能通常取决于与之结合的微丝结合蛋白。 ◆与肌肉收缩有关的微丝结合蛋白
肌球蛋白(myosin)、原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)、肌钙蛋白(Troponin, Tn) ◆ 非肌肉细胞中的微丝结合蛋白
1.维持细胞形态，赋予质膜机械强度（细胞皮层）
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋
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