第十二章 细胞的信号转导
一、名词解释
1、细胞通讯
2、受体
3、第一信使
4、第二信使
5、G—蛋白
6、蛋白激酶A
二、填空题
1、细胞膜表面受体主要有三类即 、 、 和 。
2、在细胞的信号转导中，第二信使主要有 、 、 、 和 。
3、硝酸甘油之所以能治疗心绞痛是因为它在体内能转化为 ，引起血管 ，从而减轻 的负荷和 的需氧量。
三、选择题
1、能与胞外信号特异识别和结合，介导胞内信使生成，引起细胞产生效应的是( )。
A、载体蛋白 B、通道蛋白 C、受体 D、配体
2、下列不属于第二信使的是（ ）。
A、cAMP B、cGMP C、DG D、NO
3、下列关于信号分子的描述中，不正确的一项是（ ）。
A、本身不参与催化反应 B、本身不具有酶的活性
C、能够传递信息 D、可作为酶作用的底物
4、生长因子是细胞内的（ ）。
A、结构物质 B、能源物质 C、信息分子 D、酶
5、肾上腺素可诱导一些酶将储藏在肝细胞和肌细胞中的糖原水解，第一个被激活的酶是（ ）。
A、蛋白激酶A B、糖原合成酶 C、糖原磷酸化酶 D、腺苷酸环化酶
6、（ ）不是细胞表面受体。
A、离子通道 B、酶连受体 C、G蛋白偶联受体 D、核受体
7、动物细胞中cAMP的主要生物学功能是活化（ ）。
A、蛋白激酶C B、蛋白激酶A C、蛋白激酶K D、Ca2+激酶
8、在G蛋白中，α亚基的活性状态是（ ）。
A、与GTP结合，与βγ分离 B、与GTP结合，与βγ聚合
C、 与GDP结合，与βγ分离 D、 与GTP结合，与βγ聚合
9、下面关于受体酪氨酸激酶的说法哪一个是错误的
A.是一种生长因子类受体
B.受体蛋白只有一次跨膜
C.与配体结合后两个受体相互靠近，相互激活
D.具有SH2结构域
E.既是受体又是蛋白激酶
10、在与配体结合后直接行使酶功能的受体是
A.生长因子受体
B.配体闸门离子通道
C.G蛋白偶联受体
D.细胞核受体
E.LDL受体
11、硝酸甘油治疗心脏病的原理在于
A．激活腺苷酸环化酶，生成cAMP
B．激活细胞膜上的GC，生成cGMP
C．分解生成NO，生成cGMP
D．激活PLC，生成DAG
E．激活PLC，生成IP3活化钙-钙调蛋白
12、霍乱杆菌引起急性腹泻是由于
A．G蛋白持续激活
B．G蛋白不能被激活
C．受体封闭
D．蛋白激酶PKC功能异常
E．蛋白激酶PKA异常
13下面由cAMP激活的酶是
A.PTK B.PKA C.PKC D.PKG E.AC
14下列
物质是第二信使的是
A．G蛋白 B．NO C．GTP D．PKC E．PKG
15下面关于钙调蛋白（CaM）的说法错误的是
A.是Ca2+信号系统中起重要作用 B.必须与Ca2+结合才能发挥作用
C.能使蛋白磷酸化 D.CaM激酶是它的靶酶之一 E.与Ca2+结后构型发生改变
16间接激活或抑制细胞膜表面结合的酶或离子通道的受体是
A.生长因子受体
B.配体闸门离子通道
C.G蛋白偶联受体
D.细胞核受体
E. LDL受体
17重症肌无力是由于
A．G蛋白功能下降
B．蛋白激酶功能异常
C．受体数目减少
D．受体数目增加
E．G 蛋白持续激活
18、PIP2分解后生成的何种物质能促使钙离子的释放
A．IP3 B．DAG C．CaM D．PKC E．NO
19下面关于PKA的说法错误的是
A.它是G蛋白的效应蛋白
B.它由4个亚单位组成
C.它由cAMP激活
D.它可导致蛋白磷酸化
E.转录因子CREB是它的效应蛋白
四、判断题
1、NO作为局部介质可激活靶细胞内可溶性鸟甘酸环化酶。（ ）
2、亲脂性信号分子可穿过质膜，通过与胞内受体结合传递信息。（ ）
3、细胞外信号分子都是通过细胞表面受体又进行跨膜信号传递的。（ ）
4、G蛋白偶联受体都是7次跨膜的。（ ）
5、G蛋白偶联受体被激活后，使相应的G蛋白解离成三个亚基，以进行信号传递。（ ）
6、胞外信号通过跨膜受体才能转换成胞内信号。（ ）
7、Ca2+是细胞内广泛存在的信使，细胞质中游离的Ca2+浓度比胞外高。（ ）
8、DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C。（ ）
9、IP3与内质内上的IP3配体门钙通道结合，关闭钙通道，使胞内Ca2+浓度升高。（ ）
10、硝酸甘油治疗心绞痛的作用原理是：硝酸甘油在体内转化成NO，从而可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。（ ）
五、简答题
1、NO的产生及其细胞信使作用？
2、G蛋白的类型有哪些？
3、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。
六、论述题
1、cAMP信号系统的组成及其信号途径？
第十二章 细胞的信号转导参考答案
一、名词解释
1、细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。
2、受体：一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转导为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。
3、第一信使：一般将胞外信号分子称为第一信使。
4、第二信使
：细胞表面受体接受胞外信号后最早在胞内产生的信号分子。细胞内重要的第二信使有：cAMP、cGMP、DAG、IP3等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用，能够激活级联系统中酶的活性以及非酶蛋白的活性，也控制着细胞的增殖、分化和生存，并参与基因转录的调节。
5、G—蛋白：由GTP控制活性的蛋白，当与GTP结合时具有活性，当与GDP结合时没有活性。既有单体形式（ras蛋白），也有三聚体形式（Gs蛋白）。在信号转导过程中起着分子开关的作用。
6、蛋白激酶A：称为依赖于cAMP的蛋白激酶A，是由四个亚基组成的复合物，其中两个是调节亚基，两个是催化亚基；PKA的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，使蛋白质被磷酸化，被磷酸化的蛋白质可以调节下游靶蛋白的活性。
二、填空题
1、离子通道型受体，G蛋白偶联型受体，酶偶联的受体。2、cAMP，cGMP，IP3，DG。3、NO，舒张，心脏，心肌。
三、选择题
1、C； 2、D； 3、D； 4、C；5、D； 6、D； 7、A；8、A；9、D；10、A；11、C；12、A；18、B ；19、C；16、C；17、D；18、A；19、A。
四、判断题
1、√；2、√；3、√；4、√；5、√；6、√；7、×；8、√；9、×；10、√。
五、简答题
1、NO的产生及其细胞信使作用？
答案要点：NO是可溶性的气体，NO的产生与血管内皮细胞和神经细胞相关，血管内皮细胞接受乙酰胆碱，引起细胞内Ca2+浓度升高，激活一氧化氮合成酶，该酶以精氨酸为底物，以NADPH为电子供体，生成NO和胍氨酸。细胞释放NO，通过扩散快速透过细胞膜进入平滑肌细胞内，与胞质鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+离子浓度，引起血管平滑肌的舒张，血管扩张、血流通畅。NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关。
2、G蛋白的类型有哪些？
答案要点：G蛋白有两种类型一种是刺激型调节蛋白（Gs），另一种是抑制型调节蛋白（Gi）。二者结构和功能很相似，均由α、β和γ三个亚基组成，分子质量均为80~100000D，它们的β和γ亚基大小很相似，其α亚基也都有两个结合位点：一是结合GTP或基其类似物的位点，具有GTP酶活性，能够水解GTP；另一个是含有负价键的修饰位点，可被细胞毒素ADP核糖基化。二者的不同之处在于Gs的αS亚基能被霍乱毒素ADP核糖基化，而Gi的αi亚基能被百日咳毒素ADP核糖基化。Gs和Gi都调节其余相应受体的亲合性以及作用于腺苷酸环化酶，产生cAMP。
3、简要说明由G蛋白偶联的受体介导的信号的特点。
答案要点：G蛋
白偶联的受体是细胞质膜上最多，也是最重要的倍转导系统，具有两个重要特点：⑴信号转导系统由三部分构成：①G蛋白偶联的受体，是细胞表面由单条多肽链经7次跨膜形成的受体；②G蛋白能与GTP结合被活化，可进一步激活其效应底物；③效应物：通常是腺苷酸环化酶，被激活后可提高细胞内环腺苷酸（cAMP）的浓度，可激活cAMP依赖的蛋白激酶，引发一系列生物学效应。⑵产生第二信使。配体—受体复合物结合后，通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。根据产生的第二信使的不同，又可分为cAMP信号通路和磷酯酰肌醇信号通路。
cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化化酶→cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。
磷酯酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP3—Ca2+和DG—PKC途径，实现细胞对外界信号的应答，因此，把这一信号系统又称为“双信使系统”。
六、论述题
2、cAMP信号系统的组成及其信号途径？
答案要点：1、组成：主要包括：Rs和Gs；Ri和Gi；腺苷酸不化酶；PKA；环腺苷酸磷酸二酯酶。2、信号途径主要有两种调节模型：Gs调节模型，当激素信号与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的构象发生改变从而结合GTP而活化，导致腺苷酸环化酶活化，将ATP转化为cAMP，而GTP水解导致G蛋白构象恢复，终止了腺苷酸环化酶的作用。该信号途径为：激素→识别并与G蛋白偶联受体结合→激活G蛋白→活化腺苷酸环化酶→胞内的cAMP浓度升高→激活PKA→基因调控蛋白→基因转录。Gi调节模型，Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用通过两个途径：一是通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；一是通过β和γ亚基复合物与游离的Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸酶的活化作用。