第十一章 细胞信号转导（考纲整理版）

一、信号分子、受体与信号转导系统及其特性

1. 基本概念

（1）信号分子（ligand）

细胞间传递信息的化学分子，包括：

• 激素（如肾上腺素）
• 生长因子（EGF、PDGF等）
• 细胞因子（IL、IFN、TNF）
• 神经递质
• 局部介质（NO等）

👉 特点：

• 浓度低但作用强
• 高特异性
• 可远距离或局部作用

（2）受体（receptor）

细胞识别信号分子的蛋白质

分类：

• 细胞表面受体（GPCR、RTK、离子通道受体、酶联受体）
• 细胞内受体（如类固醇激素受体）

👉 功能：

• 识别信号
• 转换信号
• 启动细胞反应

（3）信号转导系统

指“信号从外界 → 细胞内 → 核内效应”的全过程。

组成：

• 信号分子
• 受体
• 第二信使（cAMP、Ca²⁺、IP3、DAG等）
• 蛋白激酶/磷酸酶
• 转录因子

2. 信号转导系统的主要特性（高频）

⭐（1）特异性

• 配体与受体高度专一结合

⭐（2）放大效应

• 一个信号 → 多级级联放大（如MAPK）

⭐（3）网络化与反馈调节

• 正反馈 / 负反馈调控信号强度

⭐（4）整合作用

• 多条信号通路交叉整合（cross talk）
• 决定最终细胞命运

二、G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路

G蛋白偶联受体信号通路

1. GPCR结构与G蛋白

GPCR特点：

• 7次跨膜蛋白（7-α螺旋）
• N端在胞外，C端在胞内
• 最大膜受体家族

G蛋白（核心分子开关）：

• αβγ三聚体
• Gα具有GTP酶活性（分子开关）

状态：

• GDP结合 → 关闭
• GTP结合 → 激活

2. GPCR通用激活过程

配体结合
→ G蛋白激活（GDP→GTP）
→ α/βγ解离
→ 激活效应蛋白
→ 产生第二信使
→ 细胞反应

3. 三大经典通路（重点）

（1）离子通道调控通路

机制：

• GPCR → G蛋白 → 离子通道开/关

典型例子：

• 心肌M型乙酰胆碱受体
• K⁺通道开放 → 膜超极化
• 心率下降

👉 特点：

• 反应最快（毫秒级）
  

（2）cAMP信号通路

cAMP信号通路

核心流程：

GPCR
→ 腺苷酸环化酶（AC）
→ ATP → cAMP
→ 激活PKA

PKA激活机制：

• PKA = R₂C₂结构
• cAMP结合R亚基
  → C亚基释放 → 激活

功能：

• 糖原代谢调控（肝/肌）
• 激素快速反应
• 基因表达调控（慢反应）

（3）磷脂酰肌醇（IP3/DAG）通路

磷脂酰肌醇信号通路

关键酶：

• PLC（磷脂酶C）

生成“双信使”：

• IP3
• DAG

信号路径：

PIP2 → PLC
→ IP3 + DAG

IP3作用：

• 释放内质网Ca²⁺
• 引发细胞反应

DAG作用：

• 激活PKC

Ca²⁺功能：

• 肌肉收缩
• 神经递质释放
• 分泌调控

三、RTK介导的信号通路

受体酪氨酸激酶信号通路

1. RTK结构特点

• 单次跨膜蛋白
• 胞内具有酪氨酸激酶活性
• 配体：EGF/PDGF/FGF/VEGF等

2. 激活过程（必背顺序）

配体结合
→ 受体二聚化
→ 自磷酸化（Tyr）
→ SH2蛋白结合
→ Grb2-Sos复合物
→ Ras-GTP激活

3. Ras-MAPK通路

Ras-MAPK信号通路

Ras-GTP
→ Raf
→ MEK
→ ERK（MAPK）

4. 生物学效应

• 细胞增殖
• 分化
• 发育
• 存活

5. 临床重点

• Ras突变 ≈ 30%肿瘤
• KRAS G12C靶向药（Sotorasib）

6. 其他RTK分支通路

（1）PI3K-Akt通路

PI3K-Akt信号通路

• 促进细胞存活（抗凋亡）
• 促进生长代谢

（2）TGF-β/Smad通路

TGF-β/Smad信号通路

• 抑制增殖
• 调控发育与修复

（3）JAK-STAT通路（细胞因子受体）

JAK-STAT信号通路

流程：
细胞因子 → 受体二聚 → JAK激活 → STAT → 入核

功能：

• 免疫调控
• 炎症反应
• 细胞增殖分化

四、细胞信号转导的整合与控制（了解）

1. 信号网络整合

特点：

• 多通路交叉（cross talk）
• 非线性调控
• 多信号共同决定细胞命运

2. 细胞应答特征

• 发散性（一个信号多效应）
• 收敛性（多个信号汇聚）

3. 信号调控机制（终止/调节）

（1）受体水平

• 受体内吞（sequestration）
• 受体下调（down-regulation）
• 受体失活

（2）信号蛋白水平

• 激酶失活
• 磷酸酶作用

（3）抑制性调控

• 抑制蛋白产生

📌 最后一句总括（考试万能句）

👉 细胞信号转导通过受体识别—信号放大—级联传递—核内调控，并通过网络整合与负反馈机制，实现对细胞增殖、分化、代谢与凋亡的精确调控。