1、 細胞生物學 課程教案授課時間第10周 星期四 第 3、4節（ 2009 年 11月19 日）課次第10次授課方式（請打）理論課 討論課 實踐課 習題課 其他課時安排3教學單元（教學章、節或主題）第六章 細胞的信號轉導教學目的、要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）（1）掌握膜受體的概念、類型，g蛋白組成及作用機制（2）掌握g蛋白偶聯受體信號轉導途徑一般特征（3）熟悉離子通道型受體介導的信號轉導；酶偶聯受體介導的信號轉導種類；蛋白酪氨酸激酶受體介導的信號轉導（如表皮生長因子受體）（4）了解通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞；（5）了解信號轉導與醫學的關系教學重點、難點教學重點：細胞受體的概念及細胞

2、內信號分子教學難點：g蛋白介導的腺苷酸環化酶與camp信號途徑和磷脂酰肌醇途徑 教學手段、方法 運用多媒體教學手段，主要采用講授法。采用直觀式、啟發式教學方法，并用圖片集動畫進行演示。以臨床疾病案例分析引入課程內容，在對案例進行分析過程中，逐步引出細胞受體、信號分子以及信號轉導途徑等知識點，并展開討論，使學生逐漸融入所講授的內容中。參考資料1.醫學細胞生物學，張瑾峰主編，中國協和醫科大學出版社，2005年3月，第一版。2. 醫學細胞與分子生物學 陳詩書， 上海醫科大學出版社，1999年作業舉例說明某一藥物或某種疾病發生與信號轉導的相關性，并詳細說明其作用過程。課后小結 細胞信號轉導這一章內容比

3、較枯燥、抽象，因此，在講解時應盡量用形象的圖例來進行講解，以提高內容的直觀性，增加學生的興趣；同時，應重點突出，條理化，使在有限的時間內更好地完成教學任務。在課程中引入一些生活中的疾病案例，對此設問，易引起學生興趣，引起求知欲望。 存在問題：在講授過程中，語速過快，從一知識點到下一知識點之間的銜接不自然。教學內容與設計板書或旁注 第六章 細胞的信號轉導 引入：臨床案例肢端肥大癥，某37歲男子，最近幾年發現頭痛,視力減退。面部下頜增大，眉弓及顴骨突出，唇厚，鼻大,舌大，面貌粗陋，臉皮變粗厚；手足肢端肥大。 典型的細胞信號轉導過程是由受體接受信號，并啟動細胞內信號轉導通路，最終通過對靶蛋白的調節作

4、用而影響細胞的生物學功能。這樣細胞信號轉導過程就被人為的分為兩個階段：1） 細胞信號化學信號和物理信號2）受體膜受體 核受體 3）信號轉導跨膜信號轉導(transmembrane signal transduction)：胞外信息分子通過與胞膜受體結合把信息轉導到細胞的過程稱為跨膜信號轉導。 第一節 基本概念一、細胞信號分子細胞信號分子類型：親水性信號分子 親脂行信號分子（重點介紹兩個概念：第一信使和第二信使）二、受體概念：存在于細胞膜或細胞核內的蛋白質，接受外界信號并將信號轉化為細胞內的一系列生化反應，對細胞結構或功能產生影響（細胞內與細胞外兩類）（提問：有了生長激素信號分子，有了受體、配體

5、，信號如何進一步傳遞給各類細胞？）信號轉導通路第二節 膜表面受體介導的信號轉導一、離子通道偶聯受體概念：受體本身為離子通道，即配體門通道。主要存在于神經、肌肉等可興奮細胞，信號分子為神經遞質。分為：陽離子通道，如乙酰膽堿受體；陰離子通道，如氨基丁酸受體。 二、g蛋白偶聯型受體（與生長激素作用機制結合）（1）概念：7次跨膜蛋白，胞外結構域識別信號分子，胞內結構域與g蛋白偶聯，調節相關酶活性，在胞內產生第二信使，如camp、dag、ip3等（2）g蛋白的共同特征1. 、和亞單位組成的異三聚體介導跨膜信號轉導2. 具有結合gtp 或gdp的能力，并具有gtp酶的活性，能將與之結合的gtp分解形成gd

6、p3. 構象改變可進一步激活效應蛋白，使后者活化。 （1課時）g蛋白介導的信號轉導（一）腺苷酸環化酶與camp信號途徑通過調節胞內camp的濃度，將細胞外信號轉變為細胞內信號。主要組分： 受體：rs、ri g蛋白：gs、gi 腺苷酸環化酶（ac)：跨膜12次。在mg2+或mn2+的存在下，催化atp生成camp。蛋白激酶a（protein kinase a，pka）：由兩個催化亞基和兩個調節亞基組成。環腺苷酸磷酸二酯酶(pde)：降解camp生成5-amp，終止信號。camp信號途徑可表示為：激素受體g蛋白腺苷酸環化酶camp蛋白激酶a基因調控蛋白基因轉錄?；魜y毒素能催化adp核糖基共價結合到

7、gs的亞基上，使亞基持續活化，導致患者細胞內na+和水持續外流，產生嚴重腹瀉而脫水。 gi調節模型：通過亞基與腺苷酸環化酶結合，直接抑制酶的活性；通過亞基復合物與游離gi的亞基結合，阻斷gi的亞基對腺苷酸環化酶的活化。百日咳毒素抑制gi的活性。 （二）磷脂酰肌醇途徑又稱雙信使途徑。信號分子與g蛋白偶聯受體結合，激活質膜上的磷脂酶c（plc），使4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（pip2）水解成ip3和dag。dag激活蛋白激酶c：pkc位于細胞質，ca2+濃度升高時pkc轉位到質膜內表面，被dag活化。ip3開啟胞內ip3門控鈣通道：ca2+濃度升高，激活鈣調蛋白，cam將靶蛋白（如：cam-kina

8、se）活化。信號的終止：ip3信號：去磷酸化為ip2；磷酸化為ip4 。ca2+信號：被鈣泵和na+-ca2+交換器抽出細胞，或被泵回內質網。dag信號：被dag激酶磷酸化為磷脂酸；或被dag酯酶水解成甘油和花生四烯酸。 （1課時）（三） 鳥苷酸環化酶與cgmpno作用于鄰近細胞。no在血管內皮細胞和神經細胞中生成，由一氧化氮合酶（nos）催化，以l精氨酸為底物，nadph為電子供體，生成no和l瓜氨酸。no的作用機理： 乙酰膽堿血管內皮ca2+濃度升高一氧化氮合酶no平滑肌細胞鳥苷酸環化酶cgmp血管平滑肌細胞的ca2+離子濃度下降平滑肌舒張血管擴張、血流通暢。硝酸甘油治療心絞痛具有百年的歷

9、史，其作用機理是在體內轉化為no。 三、受體型酪氨酸激酶tyrosine kinases特點：單次跨膜蛋白；接受配體后發生二聚化和自磷酸化，起動下游信號轉導。舉例說明常見的egf受體: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:成纖維細胞生長因子。介紹各類受體在臨床上應用。第三節 與細胞信號轉導相關的一些疾病舉例一、受體異常與疾病家族性高膽固醇血癥二、g蛋白異常與疾病(一) 霍亂 (二) 肢端肥大癥和巨人癥 （1課時）作業：查閱相關文獻資料，舉例說明某一藥物或某種疾病發生與信號轉導的相關性，并詳細說明其作用過程。注：板書內容以加粗字體表示通過幻燈圖片：肢端肥大癥患者癥狀提問：什么原因導致肢端肥大癥？引出生長素概念，進一步提問：生長素在垂體分泌，如何影響受體各部分的生長發育？（受體，信號分子等）對受體概念進行形象化解釋，受體與配體，類似于鎖與鑰匙關系。復習回顧乙酰膽堿的作用以及乙酰膽堿受體。參照形象的圖例講解用圖將復雜的過程簡單化難點：腺苷酸環化酶與camp信號途徑。 用具體的通路來進一步說明用示意圖講解腺苷酸環化酶(ac)途徑及磷脂酶c(plc)途徑，強調g蛋白介導的信號轉導途徑在細胞生命活動中起重要作用特別強調信號的中止：指端肥大癥即是信號中止失敗造成的。（以