mtor整合哪些細胞外信號
A. mTOR信號通路作用於細胞微環境的生物學功能
mTOR信號通路是調控細胞生長與增殖的一個關鍵通路，該通路將從營養分子、能量狀態以及生長因子傳來的信號整合在一起，調控大量的生命過程，包括自我吞噬、核糖體的生物組合和代謝等。該通路的失調與多種人類疾病相關，包括癌症、糖尿病與心血管疾病。
哺乳動物雷帕黴素靶蛋白（ｍａｍｍａｌｉａｎｔａｒｇｅｔｏｆ ｒａｐａｍｙｃｉｎ，mTOR）是一種非典型絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶，為磷脂醯肌醇激酶相關激酶（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙ－ ｌｉｎｏｓｉｔｏｌｋｉｎａｓｅ－ｒｅｌａｔｅｄｋｉｎａｓｅ，PIKK）蛋白質家族成員。 mTOR進化上相對保守，可整合營養、能量及生長因子等多種細胞外信號，參與基因轉錄、蛋白質翻譯、 核糖體合成等生物過程，在細胞生長和凋亡中發揮極為重要的作用。近年來，mTOR的生物學功能研究 日益深入，特別是其與細胞凋亡及自噬、蛋白質合成、免疫、細胞運動及代謝等的聯系越來越受到重視。
B. 細胞外的化學信號有哪些
在一定條件下，細胞外的化學信號能引發細胞的定向移動。這些信號有些時候是底質表面上一些難溶物質，有些時候則是可溶物質。信號分子有很多，可以是肽、代謝產物、細胞壁或是細胞膜的殘片，但是作用方式卻是一樣的，就是與細胞膜表面上的受體結合，啟動細胞內信號，完成一系列的反應，去激活或抑制肌動蛋白結合蛋白的活性，最終改變細胞骨架的狀態。可溶物質通常不是均勻溶解在溶劑中，而是靠近源的區域濃度高，遠離源的區域濃度低，形成所謂的「濃度梯度」。細胞膜上的受體可感受到那些被稱為化學趨向吸引物，並且逆著它們的濃度梯度去追根尋源。某些信號分子甚至會影響細胞移行的速度，這些信號分子則被稱為化學趨向劑。細胞這種因化學分子改變自己移動的行為，被稱為化學趨向性。例如，盤基網柄菌會逆著cAMP濃度梯度的運動。白血球也會受到一些細菌分泌的三肽化學物質f-Met-Leu-Phe（N—甲醯蛋—亮—苯丙氨酸）吸引而往細菌移動，發揮其免疫功能。而在胚胎發生中的神經嵴細胞則並非靠濃度梯度，而是路標物質識別其去向但是細胞外基質中也存在著一些蛋白，如硫酸軟骨蛋白多糖會與神經細胞的粘著蛋白起作用，對細胞遷移形成阻滯。它會抑制脊髓損傷患者神經損傷區域新突觸的相連與再生。
胞外信號種類繁多，但是當它們與細胞膜上受體結合之後，細胞內起作用的途徑卻只有有限的幾種。而與細胞遷移有關的信號傳導過程如下：信號分子結合到膜上受體，或者是激活與受體偶聯的蛋白質—大G蛋白，或者先是激活受體酪氨酸激酶，再激活下游的小G蛋白Ras。G蛋白是一個很大的家族，包括Rho，Rac，Ras等小家族，它們在細胞中扮演著信號傳導開關的角色。當它們與GDP結合時，呈現失活狀態。在鳥嘌呤交換因子的幫助下，G蛋白脫離GDP並與GTP結合，進入激活狀態。G蛋白的GTP會被GTP酶激活蛋白水解，並釋放出其中的能量，讓G蛋白行使其功能。就是說，G蛋白通過這一GTP/GDP循環在激活/失活狀態中迴旋，傳遞信號。當G蛋白被激活後，它下游的多種分子會被激活。
而致癌物質也可以通過這些信號傳導通路發揮其負面作用，如強烈致癌物質佛波酯。佛波酯會不可逆地激活細胞的RasGRP3/4，以激活Ras，Ras會再激活蛋白激酶C。後者是調節細胞分裂和分化的酶。它被佛波酯不正常的激活，有可能對癌症的產生起促進作用。研究還發現，佛波酯對黑素瘤細胞轉移到肺部有促進作用。而細菌者，如志賀氏菌會在宿主胞膜上打洞，向細胞質注入效應蛋白質，激活宿主Rac和Cdc42，調整細胞的微絲網路，以使自己順利進入宿主內。
aaa細胞骨架有哪兩種？
細胞骨架的定義分為狹義和廣義兩種，前者是微絲、微管和中間纖維的總稱，它們存在於細胞質內，又被稱為「胞質骨架」。後者還包括細胞外基質、核骨架和核纖層。細胞骨架是細胞內運動，細胞器固定，細胞外型維持，信號傳導和細胞分裂的物質基礎之一。
C. PI3K/mTOR是什麼東西，有什麼作用
PI3K/mTOR是一種胞內磷脂醯肌醇激酶，與v．src和v．ras等癌基因的產物相關；PI3K本身具有絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)激酶的活性，也具有磷脂醯肌醇激酶的活性。
PI3K可以和蛋白激酶B(PKB，Akt)的N端PH結構域結合。使Akt從細胞質轉移到細胞膜上．並在3一磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1(PDKI)和3一磷酸肌醇依賴性蛋白激酶2(PDK2)的輔助下，分別使Akt蛋白上的蘇氨酸磷酸化位點(Thr308)和絲氨酸磷酸化位點(Ser473)磷酸化而使其激活。
(3)mtor整合哪些細胞外信號擴展閱讀：
PI3K / Akt / mTOR通路在近70％的乳腺癌腦轉移中被激活。但目前沒有針對此類患者的葯物被批准上市；PI3K / mTOR通路抑制劑GDC-0084能夠通過血腦屏障，在膠質母細胞瘤的模型中顯示出較好的療效；GDC-0084可顯著抑制PIK3CA突變乳腺癌細胞系的增殖和細胞中Akt和p70 S6激酶的磷酸化。
GDC-0084可顯著抑制PIK3CA突變瘤在異種移植腦轉移模型中的生長；GDC-0084可顯著抑制PI3K / Akt / mTOR信號在PIK3CA突變乳腺癌中的表達。
作為一款PI3K抑制劑，它能抑制PI3K-α和PI3K-δ兩種激酶亞型。這款新葯的療效在一項單臂的臨床試驗中得到了驗證。這項臨床試驗招募了104名患者，他們都已經接受了至少兩次治療，但病情依然出現了復發。在試驗中，接受Copanlisib治療的患者其客觀緩解率達到了59%，為患者的生活帶來了顯著改善。基於這項臨床試驗的出色數據，美國FDA曾授予這款新葯優先審評資格。
D. 你好，看到你回答的 細胞對信號是如何整合與調控的
不同的信號分子細胞的反應不同，同一信號分子作用於不同的細胞產生的效應也不同。這與信號分子與細胞表面受體結合後引起細胞反應有關。外界信號（如光、電、化學分子）作用於細胞表面受體，引起胞內信使的濃度變化，進而導致細胞應答反應的一系列過程。脂溶性信號分子通過基因表達途徑引起細胞效應（如類固醇激素等脂溶性激素的受體。核受體的本質是一些轉錄調節因子，其一級結構具有很高的同源性，並具有相同的功能域，即N末端區（A/B區）、DNA結合區（C區）、連接區（D區）和激素結合區（E區，位於C末端） 信號轉導過程：激素與受體E區結合，核受體被激活，其DNA結合區與靶基因的激素反應元件結合，繼而與靶基因的轉錄因子相互作用，調節靶基因的表達，引起生物學效應。），水溶性信號分子通過第二信使途徑引起細胞反應，第二信使途徑相關信號轉導通路有：AC偶聯通路、cGMP磷酸二酯酶偶聯通路、磷脂酶C偶聯通路、磷脂酶A2偶聯通路以及對離子通道直接或間接的調節等。
AC偶聯通路又稱cAMP系統、PKA系統， cAMP是目前研究最廣泛、最深入的第二信使。胞外信息與受體結合後，通過調節胞內cAMP的濃度，將細胞外信號轉變為細胞內信號。cAMP信號途徑可表示為：
激素→ G蛋白耦聯受體→G蛋白→腺苷酸環化酶→cAMP→依賴cAMP的蛋白激酶A（PKA）→
①直接作用於底物蛋白，使底物蛋白的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化，底物蛋白構象變化，從而調節酶活性、通道開閉和受體的反應性等。
②進入細胞核，使基因調控蛋白磷酸化→基因轉錄。
該通路主要由5部分組成：
①激活型受體（Rs）或抑制型受體（Ri）；
②活化型G蛋白（Gs）或抑制型G蛋白（Gi）；③ 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。在哺乳動物中，至少發現了8種AC（AC1-AC8），它們都能被胞內的Gs激活，不同的AC還受到胞內其它分子的激活和抑製作用。④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。cAMP與調節亞基結合，使調節亞基和催化亞基解離，釋放出催化亞基，激活PKA發揮效應。如在脊髓背角神經元中，α2－腎上腺素受體通過AC-cAMP-PKA通路上調GlyR；在紋狀體神經元上，D1受體通過AC-cAMP-PKA通路和一系列復雜的途徑上調DMNAR。此外cAMP可以直接作用於離子通道產生快速效應，如環核苷酸門控離子通道HCN可被胞內cAMP上調或直接激活。 ⑤環腺苷酸磷酸二酯酶(PDE）：降解cAMP形成5』-AMP，起終止信號的作用。
目前已發現7種磷酸二酯酶PDE，除V型和VI型是cGMP特異性的外，其餘5中均為cAMP特異性的。
環鳥苷酸信使系統 又稱cGMP系統：
胞內cGMP水平較cAMP低得多。鳥苷酸環化酶GC催化GTP形成cGMP，GC有2大類①胞漿可溶性GC，由NO激活，NO-cGMP信號通路是NO發揮眾多生理作用的主要機制；②膜結合型GC，為跨膜受體，屬於受體中的與酶相關的單跨膜受體亞類，如心鈉素ANP受體，其胞外區與心鈉素ANP結合，胞內區具有鳥苷酸環化酶GC活性。（當心房內壓力升高時，心房肌合成心鈉素，作用於心鈉素受體，在心血管內環境穩定中起重要作用。）
cGMP信號途徑可表示為：
鳥苷酸環化酶→cGMP→依賴cGMP的蛋白激酶G（PKG）→細胞效應
磷脂酶C偶聯通路：信號通路：受體- G蛋白（Gq）- PLC-β- IP3&DAG
胞外信號分子與細胞表面G蛋白耦聯受體結合，激活質膜上的磷脂酶C（PLC-β），使質膜上4，5-二磷酸磷脂醯肌醇（PIP2）水解成兩個第二信使IP3（1，4，5-三磷酸肌醇）和DAG（二醯基甘油）。
（一） IP3 介導的信號通路——胞內Ca++動員
IP3 內質網膜上的IP3受體（離子通道型受體的環核苷酸受體亞類） 打開Ca++通道，Ca++由內質網進入胞漿，該胞內鈣庫釋放的Ca++介導了鈣動員的最初反應，隨後會引起長時間的外鈣內流，使胞內鈣濃度升高， Ca++進一步激活Ca++/CAM依賴性蛋白激酶，使特異的蛋白質磷酸化，引起細胞效應。
（二） DAG介導的信號通路——蛋白激酶C（PKC）的激活
DAG可激活蛋白激酶C（PKC）， PKC進一步磷酸化下游蛋白而發揮生理效應。
PKC為單體酶，由一條肽鏈構成。其調節區具有DAG、磷脂和Ca++結合部位，目前至少發現10種PKC亞型，多數PKC的激活需要DAG和Ca++ 的協同作用，因此IP3/Ca++和DAG/PKC兩個反應系統共同調節PKC的活性。PKC能使底物蛋白的Ser-OH 和Thr-OH殘基磷酸化，許多被PKC磷酸化的蛋白都是膜蛋白，如胰島素受體、離子通道等。
磷脂酶A2偶聯通路：信號通路：受體- G蛋白（Go）- PLA2- AA-前列腺素&血栓素（環氧合酶）和白三烯等（脂氧合酶）。
①受體（α1-腎上腺素受體、緩激肽受體等）和配體結合後激活Go蛋白， 活化的Go激活 PLA2；②任何能使胞內Ca++濃度升高的遞質都能增強PLA2通路
E. 細胞外信號途徑和細胞內信號途徑有什麼區別
生物體對環境(包括外環境和內環境)信號變化有極高的反應性。如細菌趨向營養物的運動，視覺細胞對光的感覺，飢餓時激素信號使燃料分子(feul molecules)如糖、脂肪、蛋白質等釋放內部能量，生長因子誘導分化等都是典型的例子。
細胞對外界刺激的感受和反應都是通過信號轉導系統 (signal transction system)的介導實現的。該系統由受體、酶、通道和調節蛋白等構成。通過信號轉導系統、細胞能感受、放大和整合各種外界信號。
目錄一、細胞外信號分子的識別在多細胞高等生物體內，細胞間的相互影響是通過信號分子實現的，信號分子包括蛋白質、肽、氨基酸、核苷酸、類固醇、脂肪酸衍生物和一些溶於水的氣體分子，如一氧化碳、一氧化氮等。這些信號分子大多數由信號細胞(signaling cells)分泌產生，有些是通過擴散透過細胞膜釋放，有些則是和細胞膜緊密結合，需要通過細胞接觸才能影響到和信號細胞相接觸的其他細胞。信號分子對靶細胞的作用都是通過一類特異的蛋白質——受體實現的，受體能特異地識別信號分子。靶細胞上的受體大多數是跨膜蛋白質 (transmembrane proteins)，當受體蛋白和細胞外信號分子(也稱配體ligand)結合後就被激活，從而啟動靶細胞內信號轉導系統的級聯反應(cascade)。有些受體位於細胞內，信號分子必須進入細胞才能與受體結合，並使受體激活，這些信號分子都是分子量很小而且是脂溶性的，能擴散通過細胞膜進入細胞。
二、分泌性信號分子作用途徑 * 旁分泌(paracrine)由細胞分泌的信號分子只是作為局部的介導物，作用於鄰近的靶細胞，稱為旁分泌。旁分泌的信號分子由細胞分泌後，不能擴散至較遠的距離，這種信號分子很快地被鄰近的靶細胞攝入，或被細胞外酶降解(圖17-1A)。 * 突觸(synapses)在較高等的多細胞生物體內，神經細胞(或神經元)能通過軸突與相距較遠的靶細胞接觸。當神經細胞在接受來自環境或其他神經細胞的信號而被激活後，就能沿軸突傳輸電脈沖，脈沖到達軸突末端的神經末梢時，就能刺激末梢分泌神經遞質(neurotransmitter)。神經末梢在化學突觸和突觸後靶細胞接觸並釋放神經遞質給靶細胞(圖17-11B)。
* 內分泌能分泌激素的信號細胞稱為內分泌細胞，內分泌細胞產生的激素進入血液再到達分布於生物體其他部位的靶細胞(圖17-1C)。內分泌信號與突觸信號相比，前者因通過血液擴散故速度慢，後者不僅速度快而且精確。 * 自分泌(autocrine)有一種信號途徑是聯系同一種細胞，或信號的靶細胞就是產生信號的細胞本身，這叫自分泌。在生物體發育和分化過程中，一旦某一細胞已定向分化，這個細胞就能分泌自分泌信號分子來增強這種特異的分化過程，因此自分泌信號被認為可能是生物體早期發育階段以「群落效應」(community effect)為基礎的機制。
* 間隙連接(gap junction)一種能使鄰近細胞協同的信號分子作用途徑是通過間隙連接。這種直接使細胞膜連接的通道能使細胞間交換一些小分子的細胞內信號分子，如Ca2+和環腺苷酸(cAMP)等，但大分子信號分子不能通過。細胞膜受體的類型編輯本段回目錄受體是位於細胞膜或細胞內的一類特殊的蛋白質，可特異地識別信號分子並與之結合，從而啟動細胞內信號轉導系統的級聯反應。根據在細胞中的位置，受體可以分為細胞膜受體與細胞內受體。細胞膜受體蛋白占細胞總蛋白質量的比例很小，僅0.01％，因此很難純化。由於重組DNA技術的發展，可以對受體蛋白的基因進行克隆，這就極大地促進了對受體蛋白的研究。細胞膜受體蛋白有三種類型：離子通道偶聯受體(ion-channel coupled receptors)、G蛋白偶聯受體(G-protein coupled receptors)、酶偶聯受體(enzyme coupled receptors)。膜受體作為信號轉導體，能以高親和力與細胞外的信號分子結合，再將細胞外信號轉變為細胞內一個或多個信號，從而改變細胞的生物行為。
一、離子通道偶聯受體離子通道偶聯受體參與電興奮細胞間的突觸信號快速傳遞，這類信號由一部分神經遞質介導。神經遞質與受體結合後，能改變受體的結構，使離子能通過由受體蛋白構成的通道，進入突觸後細胞，改變突觸後細胞的興奮性，如圖17-2所示。
二、G蛋白偶聯受體G 蛋白偶聯受體間接地調節其他膜結合的靶蛋白，這些靶蛋白可以是酶或是離子通道。受體與靶蛋白之間的聯系是通過GTP結合調節蛋白(簡稱G蛋白)實現的。如果靶蛋白是酶，那麼靶蛋白的激活就能改變細胞內與信號轉導有關的分子的濃度；如果靶蛋白是離子通道，那麼就能改變細胞膜對離子的通透性，如圖17-3所示。
三、酶偶聯受體酶偶聯受體與信號分子結合後，受體蛋白本身就能發揮酶的功能，或激活與受體相關的其他酶蛋白。這類受體的配體結合部位在細胞外，催化部位在細胞內，如圖17-4所示。這類受體的酶活性主要是蛋白激酶活性，或與蛋白激酶相關的活性，催化靶細胞內與信號轉導有關的蛋白質磷酸化。通過G蛋白偶聯受體介導的信號轉導系統
一、參與G 蛋白耦聯受體介導的信號轉導的信號分子1.G蛋白偶聯受體家族G 蛋白偶聯受體是一類最大的細胞膜受體家族，在哺乳動物中已發現百餘種這類受體。此家族受體能與許多種信號分子結合，包括激素，神經遞質和局部介導物質。從化學結構上看，信號分子可以是蛋白質、小肽、氨基酸和脂肪酸的衍生物等。相同的信號分子可以結合和激活此受體家族中的不同成員；例如腎上腺素至少能和9種 G蛋白偶聯受體結合，並使之激活。從結構上看，此受體家族成員十分相似，都是只有一條多肽鏈的跨膜蛋白，跨膜部分由肽鏈7個不連續的肽段組成，如圖 17-5所示。此受體家族從生物進化角度來說，不僅在蛋白質結構上是保守的，而且在功能上也是保守的。因為無論是在單細胞生物，還是在多細胞生物，它們都能接受細胞外信號，然後再轉導給G蛋白。2.三聚體GTP-結合蛋白(trimeric GTP-binding proteins，G 蛋白)G 蛋白是一類與GTP或GDP結合、具有GTP酶活性的位於細胞膜胞質面的膜蛋白，其活性狀態取決於結合的是GTP還是GDP。當與GTP結合時，G蛋白具有活性；與GDP結合時不具活性。具有活性的G蛋白能激發細胞內信號轉導系統的其他成分。G蛋白可分為兩類，一類是作為細胞外信號轉導體的三聚體GTP- 結合蛋白，一類是在細胞內信號間起作用的單體GTP-結合蛋白(也稱單體GTP酶)。一般將三聚體GTP-結合蛋白簡稱為G蛋白，由三個不同的亞基組成，分別是α亞基、β亞基、γ亞基。G蛋白有許多種，常見的有激活腺苷酸環化酶的激動型G蛋白 (stimulatory G protein,Gs)、抑制腺苷酸環化酶的抑制型G蛋白(inhibitory G protein,Gi)和激活磷脂酶C-β(phospholipase C-β，一種特異作用於肌醇磷脂的磷脂酶C)的Gq等。G蛋白同時具有GTP酶活性，水解與G蛋白結合的GTP為GDP，從而使G蛋白失活。3.第二信使(second messengers)多數G蛋白偶聯受體能激活反應鏈，改變一種或數種細胞內小的信號分子的濃度，通過這些小的信號分子進一步將信號下傳，如cAMP、Ca2+、IP3和DG 等，通常將這一類在細胞內傳遞信號的小分子化合物稱為第二信使。cAMP和Ca2+是兩種了解比較全面的細胞內信使，在大多數動物細胞中，兩種不同的反應途徑刺激這兩種細胞內信使濃度的改變，大多數G蛋白偶聯受體是只調節其中一條信號轉導途徑。
4.G 蛋白耦聯受體介導的信號轉導的主要途徑（1）受體-G蛋白-AC途徑 這一途徑參與調節AC活性的G蛋白有興奮性G蛋白(Gs)和抑制性G蛋白(Gi)。如果配體受體復合物與Gs結合可激活AC，在Mg2+存在的條件下，活化的AC使ATP水解產生第二信使cAMP。與此相反，如果配體受體復合物與Gi結合可抑制AC的活性，從而降低細胞內的cAMP水平。（2）受體-G蛋白-PLC途徑 這一途徑參與調節PLC活性的G蛋白是Gq和Gi。許多配體與結合後，可經Gq和Gi家族的某些亞型激活PLC，後者可將膜脂質中含量甚少的二磷酸脂醯肌醇(phosphatidylinositol bisphosphate,PIP2)迅速水解為兩種第二信使第二信使IP3和DG。IP3和DG分別調節胞質中的Ca2+濃度和蛋白激酶C(protein Kinase C,PKC)來始動細胞的功能。通過cAMP的信號轉導系統編輯本段回目錄(一)受體通過調節腺苷酸環化酶來控制cAMP濃度作為一種細胞內信使，cAMP濃度的變化相當快，在細胞對激素的反應中，幾秒鍾內cAMP的濃度變化達5倍以上。這種快速反應的機制是通過兩種酶實現的，腺苷酸環化酶和cAMP磷酸二酯酶。腺苷酸環化酶的底物是ATP，產物是cAMP，此酶是一種細胞膜結合蛋白。磷酸二酯酶能快速水解cAMP，產生5』- AMP，如圖17-7所示。細胞外信號主要通過改變腺苷酸環化酶的活性而不是磷酸二酯酶的活性來控制cAMP的水平。不同的激素和靶細胞膜上的相應受體結合後，有些通過Gs蛋白激活腺苷酸環化酶、升高細胞內cAMP濃度，如促甲狀腺素、促腎上腺皮質激素、促黃體生成素、腎上腺素、甲狀旁腺素、胰高血糖素、抗利尿激素等；有些通過Gi蛋白抑制腺苷酸環化酶，能降低細胞內cAMP濃度。α2—腎上腺素能受體與Gi蛋白偶聯，β腎上腺素能受體與Gs蛋白偶聯，因此腎上腺素和受體結合後通過與不同類型的G蛋白，刺激或抑制腺苷酸環化酶，從而控制細胞內cAMP濃度。(二)G蛋白偶聯受體到腺苷酸環化酶激活的機制在 G蛋白介導的信號轉導中，一方面G蛋白可以通過GTP酶活性水解GTP為GDP，重新形成不具活性的三聚體G蛋白，使得G蛋白的信號傳遞及時終止，有利於 G蛋白接收下一次信號。另一方面，當信號分子長期存在時，一類特定的G蛋白偶聯受體激酶(G-protein coupled receptor kinases, GRK)使得G蛋白偶聯受體羧基端的多個絲氨酸殘基發生磷酸化，從而受體與G蛋白介偶聯；同時捕獲蛋白(arrestin)可以識別並結合磷酸化的受體，阻斷受體與G蛋白之間的相互作用。(三)cAMP依賴的蛋白激酶介導cAMP效應在動物細胞，cAMP主要通過激活cAMP依賴的蛋白激酶(簡稱蛋白激酶A，protein kinase A, PKA)發揮其生物效應。PKA催化ATP分子上末端磷酸基團轉移到選擇性靶蛋白上特異的絲氨酸殘基或蘇氨酸殘基上，被共價磷酸化修飾的氨基酸殘基進而調控該靶蛋白的活性。無活性狀態的PKA具有兩個相同的催化亞基和兩個相同的調節亞基，調節亞基能結合cAMP。當cAMP和調節亞基結合後，該亞基的構象發生變化，使調節亞基從酶分子上解離下來，釋出的催化亞基激活，催化底物蛋白質分子的磷酸化，如圖17-9所示。腎上腺素與骨骼肌細胞膜上的β-腎上腺素能受體結合後，通過Gs蛋白使細胞內腺苷酸環化酶激活，cAMP濃度升高，cAMP激活PKA，PKA使兩種酶磷酸化，一種是磷酸化酶激酶，此酶因磷酸化而被激活並激活糖原磷酸化酶，最後使糖原分解(如圖17-10所示)。另一種被PKA磷酸化的酶是糖原合成酶，該酶因磷酸化而失活。因此通過這兩種酶的作用，即促進糖原分解和抑製糖原合成，使得血糖水平升高。在有些動物細胞cAMP濃度的提高能激活一些特異基因的轉錄。如在能分泌一種叫生長激素釋放抑制激素(somatostatin或GHRIH)的細胞中(下丘腦和胰腺δ細胞)，cAMP能使編碼該激素的基因開放。這類基因的調控區有一短序列的順式元件，稱為cAMP反應元件(cAMP response element，CRE)，能識別CRE的轉錄因子稱為CRE結合蛋白，簡稱CREB。CREB被PKA磷酸化並與CRE結合後，就能促進有關基因的轉錄。cAMP的生物效應是一過性的，因為細胞內有一種機制能使被PKA磷酸化的蛋白質去磷酸化，絲氨酸／蘇氨酸磷蛋白磷酸酶催化去磷酸化反應。通過Ca2+的信號轉導系統編輯本段回目錄Ca2+ 作為細胞信號在許多細胞反應中發揮作用，如細胞增殖、分泌、肌肉收縮和細胞骨架的重排等。胞質內Ca2+濃度很低，小於10-7M，遠遠低於細胞外液的 Ca2+濃度。細胞的內質網、線粒體、肌漿網是細胞內Ca2+的儲存庫。許多信號分子引起細胞外液Ca2+內流或亞細胞器中Ca2+釋放，使得胞質內 Ca2+迅速升高，調節各種生命活動。Ca2+信號有兩條途徑：一條途徑在神經細胞中存在，當細胞膜去極化(depolarization)時導致 Ca2+流入神經末梢，啟動神經遞質分泌，有關這方面內容將在生理學中詳細介紹；另一條途徑是細胞外信號與G蛋白偶聯受體結合後，信號轉導至內質網，使內質網內的Ca2+釋放到細胞質，由細胞質Ca2+控制細胞反應。(一)通過G蛋白偶聯受體激活肌醇磷脂信號途徑肌醇磷脂(inositol phospholipid)位於細胞膜磷脂雙分子層的內層。與信號轉導有關的肌醇磷脂是磷脂醯肌醇(phosphatidylinositol，PI)的磷酸化衍生物：PI一磷酸 (PIP)和PI二磷酸(PIP2)。PI，PIP2及肌醇三磷酸(inositol trisphosphate，IP3)之間的關系見圖17-11。細胞外信號分子結合並激活受體後，使G蛋白激活，Gq蛋白激活與細胞膜附著的磷脂酶C- β，然後磷脂酶C-β使PIP2裂解。產生兩種分子：IP3和二脂醯甘油(diacylglycerol，DG)，兩者都在信號轉導中起重要作用(圖 17-12)。通過肌醇磷脂信號途徑作用的細胞外信號有激素，如血管加壓素(vasopressin)；有神經遞質，如乙醯膽鹼(作用於胰腺和平滑肌)；有抗原(作用於肥大細胞)；有凝血酶(作用於血小板)等。(二)IP3和DG的作用由 PIP2水解產生的IP3是水溶性的小分子物質，離開細胞膜後能在細胞質內很快地擴散， IP3與內質網膜上的特異Ca2+-通道結合後，就能使內質網腔里的Ca2+釋放到細胞質，而且釋放的Ca2+具有正反饋效應，即釋出的Ca2+結合到 Ca2+通道，再促進Ca2+釋放。DG的重要作用是激活蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)，PKC是一類Ca2+依賴的蛋白激酶，能使選擇性的靶蛋白的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化。因IP3作用升高的細胞質內Ca2+能使PKC從細胞質轉移到細胞膜胞質面。在Ca2+，DG和細胞膜磷脂成分中的磷脂醯絲氨酸的共同作用下激活PKC。哺乳動物中腦細胞的PKC濃度最高，其作用是使神經細胞的離子通道蛋白磷酸化，從而改變神經細胞膜的興奮性。在許多細胞中，PKC能通過激活磷酸化級聯反應，最後使一些轉錄因子磷酸化並激活，從而調控相關基因的表達。(三)鈣調蛋白的作用鈣調蛋白(calmolin) 是一種特異的Ca2+結合蛋白，幾乎在所有的真核細胞中都存在。作為細胞內Ca2+受體，鈣調蛋白介導多種由Ca2+調節的生物過程。鈣調蛋白的一級結構高度保守，只有一條多肽鏈，約含150個氨基酸殘基，有4個高親和力鈣結合部位，與Ca2+結合後構象會發生改變。Ca2+通過別構作用激活鈣調蛋白。 Ca2+-鈣調蛋白復合物的作用是能與多種靶蛋白結合並改變靶蛋白的活性。這些靶蛋白有各種酶和細胞膜上的轉運蛋白，例如細胞膜上的Ca2+-ATP酶 (使胞質內Ca2+泵出細胞)。但是Ca2+-鈣調蛋白的效應主要是通過Ca2+-鈣調蛋白依賴的蛋白激酶(CaM激酶)的介導來實現的。CaM激酶也是通過使靶蛋白上特異的絲氨酸或蘇氨酸的磷酸化激活靶蛋白。CaM激酶具有較廣的特異性，這也說明這類酶在動物細胞中介導Ca2+的多種作用。cAMP和Ca2+途徑的相互作用編輯本段回目錄cAMP 細胞內信號途徑和Ca2+細胞內信號途徑雖然是兩條獨立的途徑，但相互之間也有作用。第一，細胞內Ca2+水平和cAMP水平能相互影響，如直接與 cAMP水平有關的腺苷酸環化酶和磷酸二酯酶都受到Ca2+-鈣調蛋白復合物的調節。PKA能磷酸化一些Ca2+通道和Ca2+泵，使它們改變活性，例如 PKA能磷酸化內質網上的IP3受體，啟動或抑制IP3引起的Ca2+釋放。第二，直接受Ca2+和cAMP調控的酶之間能相互影響，如有些CaM激酶能被PKA磷酸化而改變活性。第三，這些酶能共同對一些靶分子產生相互作用，在這種情況下，是PKA和CaM激酶分別使一些蛋白質的不同部位磷酸化。酶偶聯受體介導的信號轉導系統編輯本段回目錄酶偶聯受體和G蛋白偶聯受體一樣也是一類跨膜蛋白質，與細胞外信號分子結合的結構域在細胞膜外，細胞內的胞質結構域本身即具有酶活性，或直接與其他酶相關聯。已知有5種類型酶偶聯受體：①受體鳥苷酸環化酶(receptor guanylyl cyclases)；②受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases)；③酪氨酸激酶相關受體(tyrosine-kinase associated receptors)；④受體酪氨酸磷酸酶(receptor tyrosine phosphatases)；⑤受體絲氨酸／蘇氨酸激酶(receptor serine／threonine kinases)。一、受體鳥苷酸環化酶信號轉導系統這類受體與細胞外信號分子結合後，能催化細胞質內cGMP的生成，因該跨膜受體的胞質結構域具有鳥苷酸環化酶活性，催化GTP生成cGMP，cGMP再激活 cGMP依賴的蛋白激酶(cGMP dependent protein kinase，G激酶)，G激酶能使靶蛋白上的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化，激活靶蛋白。在此信號轉導系統中，cGMP是細胞內信號分子。與cAMP信號不同之處是：在cAMP信號途徑中聯系受體與環化酶的是G蛋白，而在cGMP信號途徑中此聯系通過受體本身。但在某些細胞中，如視覺細胞，cGMP的生成也通過G蛋白。通過受體鳥苷酸環化酶途徑的細胞外信號，有心鈉素等。二、受體酪氨酸激酶信號轉導系統(一) 受體酪氨酸激酶第一個被確認具有酪氨酸特異的蛋白激酶活性的受體是表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)受體。EGF受體只有一條肽鏈，約有1200個氨基酸殘基。當EGF與EGF受體結合後，受體的細胞質酪氨酸激酶結構域即被激活，激活的酪氨酸激酶能選擇性地使受體蛋白本身的酪氨酸殘基或其他靶蛋白上的酪氨酸殘基磷酸化。現已發現，大多數生長因子和分化因子的受體都屬這一類受體，這些受體都可以通過自身磷酸化(auto-phosphorylation)來啟動細胞內信號的級聯反應。(二)受體酪氨酸激酶信號轉導系統中的其他成分1．具有SH結構域的蛋白質這類蛋白質不是指含有SH基團(巰基)的蛋白質，而是指最初在Src(一種癌基因)蛋白中發現的一段序列，SH是Src同源性 (Src homology)的縮寫。已發現有許多種含有SH結構域的蛋白質，如GTP酶激活蛋白(GTPase-activating protein，GAP)，磷脂酶C-γ(PLC-γ作用與PLC-β相同)，類Src非受體型蛋白酪氨酸激酶Src-like nonreceptor protein tyrosine kinase )，IRS-1等。這些蛋白質都具有兩種SH結構域——SH2和SH3。SH2能識別磷酸化的酪氨酸殘基，使含有SH2的蛋白質與激活的受體酪氨酸激酶結合。SH3的作用是與細胞內其他蛋白質結合。在具有SH2和SH3的蛋白質中有些是酶蛋白，如上述GAP，PLC-γ等，有的只是作為一種「連接器」，如生長因子受體結合蛋白(growth factor receptor bound protein2, GRB2)，它的作用就是作為連接受體酪氨酸激酶和其他蛋白質的橋梁。2．SOS蛋白(簡稱SOS)SOS能與GRB2的SH3結構域結合，SOS是一種鳥嘌呤核苷酸交換因子(guanine nucleotide-exchange factor ，GEF)，能與Ras蛋白結合，並使原來與Ras結合的GDP交換成GTP。當受體酪氨酸激酶被激活後，通過GRB2的作用；使原來在細胞質中的SOS 移位至細胞膜的胞質面，接近膜結合的Ras。3．Ras蛋白(簡稱Ras)Ras屬於單體GTP酶Ras超家族(Ras superfamily of monomeric GTPase )，是位於細胞膜胞質面的膜結合蛋白。GTP酶激活蛋白(GAP)能使與Ras結合的GTP水解成GDP而使Ras失活，而鳥嘌呤核苷酸交換因子 (GEF)能使與Ras結合的GDP交換為GTP而使Ras激活(圖17-15)。Ras在通過受體酪氨酸激酶介導的信號轉導中發揮中心作用，是一種關鍵的成分，這種信號轉導控制細胞的生長和分化。Ras的突變使其失去信號轉導作用，能引起細胞的惡變。從細胞外信號(以EGF為例)與受體結合，到Ras激活的信號轉導途徑和機制見圖17-16。4．Ras下游的信號介導物被激活的Ras能結合一種具有絲氨酸／蘇氨酸激酶活性的Raf蛋白的N端結構域。與Ras結合的Raf能藉C端結合並磷酸化一種既具有酪氨酸激酶活性又具有絲氨酸激酶活性的蛋白質——MEK。被磷酸化的MEK能使另一種具有絲氨酸／蘇氨酸激酶的蛋白質——MAP激酶(microtubule-associated protein or mitogen-activated protein kinase )磷酸化，並使之激活。激活的MAP激酶磷酸化多種不同的蛋白質，包括轉錄因子，從而對基因的表達發揮調控作用。圖17-17是受體酪氨酸激酶——Ras 信號途徑的簡單示意。（三）鳥苷酸環化酶受體鳥苷酸環化酶受體（guanylyl cyclase receptor）的分子只有一個跨膜a螺旋，分子的N端位於膜外側，具有配體的結合位點，C端位於膜內側，有鳥苷酸環化酶（GC）結構域。一旦配體與受體結合將激活GC。與AC激活不同的是此過程不需要G蛋白參與。GC使胞質內的GTP環化，生成cGMP，後者可結合並激活依賴cGMP的蛋白激酶G（protein kinase G，PKG）。PKG與PKA、PKC一樣，也是絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶，通過對底物蛋白的磷酸化實現信號轉導。一氧化氮(nitric oxide,NO)也可激活鳥苷酸環化酶，但這種鳥苷酸環化酶存在於胞質，稱為可溶性鳥苷酸環化酶（soluble guanylyl cyclase，sGC）。NO作用於sGC，使胞質內cGMP的濃度和PKG活性升高，從而引起血管平滑肌舒張等反應。 酪氨酸激酶相關受體信號系統編輯本段回目錄JAK-STAT信號轉導途徑是酪氨酸激酶相關受體信號轉導系統中一個比較典型的例子。這是一種比較簡單的信號系統，只有三種成分：受體、JAK激酶和STAT。(一) 酪氨酸激酶相關受體這類受體包括多種細胞因子(cytokines)的受體，如干擾素受體，白細胞介素2受體等。這類受體本身不具有內在的激酶活性，但是細胞外信號分子與之結合後，能形成二聚體，受體二聚體能與JAK激酶結合，並激活JAK激酶。
F. 通過細胞外信號介導的細胞通訊過程有哪些
樓主，你問的是信號轉導吧。胞外信號——膜受體感受刺激（G蛋白偶聯受體、酶聯受體、離子通道受體）——信號跨膜轉換（通過離子通道連接的受體進行、通過酶促信號進行、通過G蛋白偶聯受體進行）——作用於效應酶——產生第二信使（鈣信使系統、肌醇磷脂信使系統、環腺苷酸信號系統）——作用於蛋白激酶——作用於靶酶或靶蛋白——產生相應的生理效應。
G. 最近做mtor信號通路，不知道誰用過Tacrolimus (FK506)抑制劑
Tacrolimus (FK506)，是一種23元大環內酯物，通過結合到抑免蛋白 FKBP12 (FK506 結合蛋白) 產生新的復合物，從而降低T細胞中肽醯脯氨醯異構酶活性。如圖是它的分子結構式：
抑制劑使用，也分體內和體外實驗，一般用demso、水、乙醇等溶劑。
H. 說明g蛋白偶聯受體介導的信號通路！簡潔的~急啊！！！跪謝！！！
G蛋白偶聯受體介導的信號通路：
胞內部分有G蛋白結合區。G蛋白α，β，γ三種亞單位組成的三聚體，靜息狀態時與GDP結合．當受體激活時GDP－αβγ復合物在Mg2+參與下，結合的GDP與胞質中GTP交換，GTP－α與βγ分離並激活效應器蛋白，同時配體與受體分離。
α亞單位本身具有GTP酶活性，促使GTP水解為GDP，在與βγ亞單位形成G蛋白三聚體恢復原來的靜息狀態。
G蛋白偶聯受體的結構特點：
G蛋白偶聯受體均是膜內在蛋白（Integral membrane protein），每個受體內包含七個α螺旋組成的跨膜結構域，這些結構域將受體分割為膜外N端（N-terminus），膜內C端（C-terminus），3個膜外環（Loop）和3個膜內環。受體的膜外部分經常帶有糖基化修飾。
膜外環上包含有兩個高度保守的半胱氨酸殘基，它們可以通過形成二硫鍵穩定受體的空間結構。有些光敏感通道蛋白（Channelrhodopsin）和G蛋白耦聯受體有著相似的結構，也包含有七個跨膜螺旋，但同時也包含有一個跨膜的通道可供離子通過。
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G蛋白偶聯受體的分類：
根據對人的基因組進行序列分析所得的結果，人們預測出了近千種G蛋白耦聯受體的基因。這些G蛋白耦聯受體可以被劃分為六個類型，分屬其中的G蛋白耦聯受體的基因序列之間沒有同源關系。
A類（或第一類，視紫紅質樣受體）
B類（或第二類，分泌素受體家族）
C類（或第三類，代謝型谷氨酸受體）
D類（或第四類，真菌交配信息素受體）
E類（或第五類，環腺苷酸受體）
F類（或第六類，Frizzled/Smoothened家族）
其中第一類即視紫紅質樣受體包含了絕大多數種類的G蛋白耦聯受體。它被進一步分為了19個子類A1-A19。
最近，有人提出了一種新的關於G蛋白耦聯受體的分類系統，被稱為GRAFS，即谷氨酸（Glutamate），視紫紅質（Rhodopsin），粘附（Adhesion），Frizzled/Taste2以及分泌素（Secretin）的英文首字母縮寫。
一些基於生物信息學的研究著眼於預測那些具體功能尚未明了的G蛋白偶聯受體的分類。研究者使用被稱為偽氨基酸組成的方法利用G蛋白偶聯受體的氨基酸系列來預測它們在生物體內可能的功能以及分類。
參考資料來源：網路-G蛋白偶聯受體
I. mTORc1/2是什麼東西
基因表達哺乳動物雷帕黴素靶基因（mTOR）可調節細胞生長的脂質增殖，是細胞信號轉導的重要信號，由於splicin的功能不同，1和2也導致了下游功能的差異。
基因是控制生物特徵的基本遺傳單位，19世紀60年代，奧地利遺傳學家孟德爾提出，生物性狀受遺傳因素控制，但這只是一個邏輯推理，20世紀初，遺傳學家Morgan通過果蠅的遺傳學實驗認識到基因存在於染色體上。
並且在染色體上呈線性排列，從而得出染色體是基因載體的結論，1909年丹麥遺傳學家約翰森（1859～1927）在其著作《精確遺傳學原理》中正式提出了基因的概念。
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注意事項：
DNA技術原理
基因（遺傳因子）是遺傳的物質基礎，是具有遺傳信息的DNA或RNA分子上的特定核苷酸序列。基因被復制以傳遞遺傳信息給下一代，使後代看起來與他們的父母相似。
人類有成千上萬的基因，它們儲存著生命孕育、生長和死亡過程的所有信息。通過復制、表達和修復，可以完成生命復制、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。有機體的誕生、生長、疾病、衰老和死亡都與基因有關。它也是決定人類健康的內在因素。
當受精卵或母親受到環境或遺傳的影響時，後代的基因組就會出現有害的缺陷或突變。絕大多數疾病，特別是在特定情況下，都是遺傳的。也被稱為遺傳疾病。在正常情況下，生命會在遺傳的基礎上發生變異，而這些變異是正常的。
網路--基因--基因歷史
J. 細胞外信號分子,轉導通路,受體之間的關系
受體在細胞膜上，細胞外信號分子與受體結合，受體通過轉導通路會在細胞內引起一系列反應產生第二信使發揮作用。