【教学目标】
第一节细胞信号转导概述
掌握：第一信使。
熟悉：化学通讯方式；受体的特点。
第二节细胞内信号转导相关分子
掌握：信息物质（第二信使）；G蛋白的结构及作用机制。
熟悉：细胞间信息物质；细胞内信息物质。
了解：具体举例。
第三节各种受体介导的细胞内基本信号转导通路
掌握：膜受体介导的信息传递：cAMP蛋白激酶途径、Ca2＋依赖性蛋白激酶途径；胞内受体介导的信息传递：类固醇激素作用方式、甲状腺激素作用方式。
熟悉：受体活性的调节；cGMP蛋白激酶途径、酪氨酶蛋白激酶途径。
了解：受体的分类、一般结构及功能。膜受体：环状受体、七个跨膜、单个跨膜；胞内受体：高度可变区、DNA结合区、激素结合区、铰链区；核因子κB途径。
第四节细胞信号转导与医学
了解：由于细胞信号转导异常导致的疾病。
【考评测试】
一、单项选择题
1.蛋白激酶的作用是磷酸化蛋白。以下不属于激酶的是（ ）
A.PKA
B.PKC
C.CaMK
D.PLC
E.MAPK
2.G蛋白能被细菌毒素作用发生ADP核苷化，Gs只能被催化（ ）
A.霍乱毒素
B.百日咳毒素
C.白喉毒素
D.青霉素
E.链霉素
3.G蛋白和结合时，处于活性状态（ ）
A.GDP
B.GTP
C.ADP
D.ATP
E.CTP
4.可催化cAMP合成的酶是（ ）
A.腺苷酸环化酶
B.蛋白激酶A
C.cGMP磷酸二酯酶
D.磷脂酶C
E.蛋白酪氨酸激酶
5.作用肌醇磷酸酯，产生1，4，5三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DG）（ ）
A.腺苷酸环化酶
B.蛋白激酶A
C.cGMP磷酸二酯酶
D.磷脂酶C
E.蛋白酪氨酸激酶
6.与其受体结合后，将钙离子从内质网中释放出来（ ）
A.一氧化氮
B.G蛋白
C.1，4，5三磷酸肌醇（IP3）
D.甘油二酯（DG）
E.cGMP
7.酪氨酸激酶受体介导的细胞信号传导中，激动剂与受体结合之后，往往导致受体聚合，形成受体。聚合现象是酪氨酸激酶受体的固有特性（ ）
A.二聚体
B.三聚体
C.四聚体
D.五聚体
E.六聚体
8.关于G蛋白的叙述不正确的是（ ）
A.G蛋白可与GDP或GTP结合
B.G蛋白由α、β、γ亚基构成
C.激素-受体复合体能激活G蛋白
D.G蛋白的α、β、γ亚基结合在一起时才具有活性
E.G蛋白有GTP酶活性
9.胞内受体的化学性质为（ ）
A.DNA结合蛋白
B.G蛋白
C.糖蛋白
D.脂蛋白
E.糖脂
10.下列关于配体和受体相互作用的叙述中，错误的是（ ）
A.可逆的
B.可饱和
C.高度亲和力
D.高度专一性
E.效应与配体的浓度成正比
11.百日咳毒素的作用机理是（ ）
A.Gαi被ADP核糖基化
B.Gαs被ADP核糖基化
C.Gαo被ADP核糖基化
D.Gαp被ADP核糖基化
E.Gαr被ADP核糖基化
12.G蛋白偶联受体的结构特点是（ ）
A.N端在胞内，C端在胞外
B.C端常有糖基化
C.中段有7个跨膜的α螺旋结构
D.胞外的第二和第三个环能结合G蛋白
E.胞外的第二和第三个环之间能形成二硫键
13.关于蛋白激酶A，正确的是（ ）
A.激活蛋白激酶A活性是通过磷酸化其调节亚基
B.蛋白磷酸酶可以抑制其活性
C.催化亚基的二聚体是酶的非活性形式
D.磷酸二酯酶可以使其活性降低
E.霍乱毒素最终能使PKA活化而百日咳毒素最终使PKA抑制
14.有关CaM的描述错误的是（ ）
A.它是一种单体蛋白
B.有4个Ca2＋的结合位点
C.Ca2＋结合后，能激活Ca2＋激酶
D.Ca2＋‐CaM激酶能磷酸化许多蛋白质的酪氨酸残基
E.Ca2＋‐CaM激酶的底物谱非常广泛
15.下列哪种激素的受体属于胞内受体（ ）
A.肾上腺素 B.甲状腺素 C.胰岛素
D.促肾上腺素皮质激素 E.胰高血糖素
16.蛋白激酶A与蛋白激酶C的共同之处是（ ）
A.酶分子由4个亚基组成
B.调节亚基富含半胱氨酸
C.调节亚基有cAMP的结合位点
D.均有10种同工酶
E.催化蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化
17.下列哪项不是受体与配体结合的特点（ ）
A.高度专一性
B.高度亲和力
C.可饱和性
D.不可逆性
E.非共价键结合
18.心钠素通过下列哪种信号传导途径发挥调节作用（ ）
A.cAMP蛋白激酶途径
B.cGMP蛋白激酶途径
C.Ca2＋‐CaM激酶途径
D.受体型TPK‐Ras‐WAPK途径
E.JAKs‐STAT途径
19.cGMP能激活（ ）
A.磷脂酶C
B.蛋白激酶A
C.蛋白激酶G
D.酪氨酸蛋白激酶
E.蛋白激酶C
20.以IP3和DG为第二信使的双信号途径是（ ）
A.cAMP蛋白激酶途径
B.Ca2＋磷脂依赖性蛋白激酶途径
C.cGMP蛋白激酶途径
D.酪氨酸蛋白激酶途径
E.核因子κB途径
21.下列哪组氨基酸容易发生磷酸化与脱磷酸（ ）
A.Gly、Ser、Val
B.Thr、Ser、Tyr
C.Ala、Ile、Leu
D.Phe、Thr、Val
E.Tyr、Val、Gly
二、多项选择题
1.被称为第二信使的是（ ）
A.cAMP
B.G蛋白
C.1，4，5三磷酸肌醇（IP3）
D.甘油二酯（DG）
E.cGMP
2.以下哪些酶可以使蛋白磷酸化（ ）
A.腺苷酸环化酶
B.蛋白激酶A
C.cGMP磷酸二酯酶
D.磷脂酶C
E.蛋白酪氨酸激酶
3.细胞因子可通过下列哪些分泌方式发挥生物学作用（ ）
A.内分泌
B.外分泌
C.旁分泌
D.突触分泌
E.自分泌
4.受体与配体结合的特点包括（ ）
A.高度专一性
B.高度亲和力
C.可饱和性
D.可逆性
E.特定的作用模式
5.胞液内Ca2＋浓度升高可由于（ ）
A.电压依赖性钙通道开放
B.受体依赖性钙通道开放
C.IP3作用于内质网
D.膜钙泵活性增强
E.膜钙泵活性下降
6.PKA的特点是（ ）
A.由调节亚基（R）与催化亚基（C）构成二聚体
B.C亚基有cAMP结合位点
C.催化亚基与调节亚基分离时表现活性
D.每分子酶蛋白可结合4分子cAMP
E.催化亚基与调节亚基通过共价键结合
7.作用酪氨酸激酶受体的细胞外因子有（ ）
A.上皮生长因子
B.血小板生长因子
C.胰岛素
D.神经生长因子
E.乙酰胆碱
8.信号传导可以通过转录因子向细胞核内传递，以下属于转录因子的是（ ）
A.CREB
B.AP1
C.c‐fos
D.IP3
E.cAMP
9.Ca2＋介导的信号传导效应有（ ）
A.调节钙调蛋白依赖性蛋白激酶
B.调节蛋白磷酸酶
C.调节腺苷酸环化酶
D.调节即早基因表达
E.调节延迟反应基因表达
10.激活型G蛋白被激活后可直接激活（ ）
A.腺苷酸环化酶
B.鸟苷酸环化酶
C.蛋白激酶A
D.蛋白激酶G
E.磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C
11.在信号传递过程中，不产生第二信使的是（ ）
A.雌二醇
B.甲状腺素
C.肾上腺素
D.维甲酸
E.活性维生素D3
12.常见的调节受体活性的机制包括（ ）
A.磷酸化作用
B.脱磷酸化作用
C.膜磷脂代谢
D.酶促水解
E.G蛋白的调节
13.磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C可使磷脂酰肌醇4，5二磷酸水解产生（ ）
A.cAMP
B.cGMP
C.DG
D.IP3E.TG
14.下列各项中符合G蛋白特性的是（ ）
A.G蛋白是鸟苷酸结合蛋白
B.各种G蛋白的差别主要在α-亚基
C.α亚基本身具有GTP酶活性
D.三聚体G蛋白具有ATP酶活性
E.二聚体G蛋白是抑制型G蛋白
15.有关蛋白磷酸酶的叙述，正确的是（ ）
A.与蛋白激酶相对应，该酶在信息传递过程中亦发挥十分重要的作用
B.蛋白激酶种类繁多，而蛋白磷酸酶只有一种
C.能催化丝氨酸／苏氨酸磷酸化磷蛋白脱磷酸
D.能催化酪氨酸磷酸化磷蛋白脱磷酸
E.能使磷酸化的糖类脱磷酸
16.PKC的活化需要（ ）
A.Ca2＋
B.DG
C.磷脂酰丝氨酸
D.佛波酯
E.磷脂酰肌醇
三、名词解释
1.G蛋白
2.蛋白激酶
3.第二信使
四、简答题
1.以肾上腺素为例，扼要说明作用于膜受体的激素信号转导过程。
2.简述几种主要的第二信使及其在细胞信息传递中的作用。
【科学素养读物】
奇妙的小分子——一氧化氮（NO）
氮氧化物，化学式为NO，相对分子质量为30，氮的化合价为＋2。无色气体，难溶于水，而且不与水发生反应。常温下NO很容易氧化为二氧化氮，也能与卤素反应生成卤化亚硝酰（NOX），如2NO＋Cl22NOCl，NO有未成对的电子，但仅在液态或固态时才呈蓝色。
NO分子在固态时会缔合成松弛的双聚分子（NO）2。工业制备是在铂网催化剂上用空气将氨氧化的方法；实验室中则用金属铜与稀硝酸反应。
近来发现一氧化氮（nitricoxide，NO）广泛分布于生物体内各组织，特别是神经组织中。
它是一种新型生物信使分子，1992年被美国Science杂志评选为明星分子。NO是一种极不稳定的生物自由基，分子小，结构简单，常温下为气体，微溶于水，具有脂溶性，可快速透过生物膜扩散，生物半衰期只有3～5s，其生成依赖于一氧化氮合成酶（nitricoxidesynthase，NOS），并在心、脑血管调节，神经、免疫调节等方面有着十分重要的生物学作用，因此，受到人们的普遍重视。
1.NO生物活性的发现
1980年，美国科学家Furchaout在一项研究中发现了一种小分子物质，这种物质具有使血管平滑肌松弛的作用，后来被命名为血管内皮细胞舒张因子（endothelium‐derivedrelaxingfactor，EDRF），它是一种不稳定的生物自由基。经研究，EDRF被确认为是NO。
众所周知，硝酸甘油是治疗心绞痛的药物，多年来人们一直希望从分子水平上弄清楚其治疗机理。近年的研究发现，硝酸甘油和其他有机硝酸盐本身并无活性，它们在体内首先被转化为NO，刺激血管平滑肌内cGMP形成而使血管扩张，这种作用恰好同EDRF具有相似性。1987年，Moncada等在观察EDRF对血管平滑肌舒张作用的同时，用化学方法测定了内皮细胞释放的物质为NO，并根据其含量，解释了其对血管平滑肌舒张的程度。1988年，Polmer等人证明，L‐精氨酸（L‐Arg）是血管内皮细胞合成NO的前体，从而确立了哺乳动物体内可以合成NO的概念。
2.NO的生物学作用
（1）在心血管系统中，NO在维持血管张力的恒定和调节血压的稳定性中起着重要作用。NO在心血管系统中发挥作用的可能机制是通过提高细胞中鸟苷酸环化酶（guanylatecyclase，GC）的活性，促进GTP环化产生cGMP，使细胞内cGMP水平增高，继而激活蛋白激酶G对心肌肌钙蛋白Ⅰ的磷酸化作用加强，肌钙蛋白c对Ca2＋的亲和性下降，肌细胞膜上K＋通道活性也下降，从而导致血管舒张，降低全身平均动脉血压。
（2）对免疫系统的作用的研究结果表明，NO可以产生于人体内多种细胞。如当体内肉毒素或T细胞激活巨噬细胞和多核白细胞时，能产生大量的诱导型NOS和超氧化物阴离子自由基，从而合成大量的NO和H2O2。NO可以通过抑制靶细胞线粒体中的三羧酸循环、电子传递和细胞DNA合成等途径，发挥杀伤靶细胞的效应。这在杀伤入侵的细菌、真菌等微生物和肿瘤细胞、有机异物及炎症损伤方面起着十分重要的作用。免疫反应所产生的NO对邻近组织和能够产生NOS的细胞也有毒性作用。
（3）在神经系统中的作用，研究认为，NO通过扩散，作用于相邻的周围神经元如突触前神经末梢和星状胶质细胞，再激活GC，从而提高cGMP水平而产生生理效应。如NO可诱导与学习、记忆有关的长时程增强效应（long‐termpotentiation，LTP），并在其LTP中起逆信使作用。
在外周神经系统中，NO被认为是非胆碱能、非肾上腺素能神经的递质或介质，参与痛觉传入与感觉传递过程。
另据报道，NO在胃肠神经介导胃肠平滑肌松弛中起着重要的中介作用，在胃肠间神经丛中，NOS和血管活性肠肽共存并能引起非肾上腺素能非胆碱能（nonadrenergic‐noncholinerrgic，NANC）舒张。NO作为NANC神经元递质，在泌尿生殖系统中起着重要作用，成为排尿节制等生理功能的调节物质，这为药物治疗泌尿生殖系统疾病提供了理论依据。
现已证明，在人体内广泛存在着以NO为递质的神经系统，它与肾上腺素能、胆碱神经能和肽类神经一样重要。若其功能异常就可能引起一系列疾病。
1998年，Robert F.Furchgott、LouisJ.Ignarro和FeridMurad因为发现NO在心血管系统中作为信号分子而获得诺贝尔生理学或医学奖。
（王建光）
