第二节 细胞的跨膜信号转

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1、第二节细胞的跨膜信号转导signaltransmembranetranductionofcell一、细胞跨膜信号转导的概念信号:含有信息内容的一种物质或刺激人体内的信号:存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质,或机械的、电的、电磁波等刺激信号的类型化学信号激素,递质,细胞因子机械信号声音电磁信号光电信号电流跨膜信号转导(transmembranetranduction)外界信号细胞膜表面一种或几种膜蛋白分子构象改变胞内信号分子变化引起相应的效应二、细胞跨膜信号转导的方式通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导由膜的特异受体蛋白质、G-

2、蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导信号胞膜上的通道蛋白离子通道打开或关闭离子跨膜流动膜电位变化（去极化、超极化）细胞功能改变（一）通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导1.化学信号—化学门控离子通道神经突触谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸化学物质控制：递质、激素等主要分布：肌细胞的终板膜、神经细胞的突触后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。作用：产生局部电位例：终板膜化学门控通道运动神经末梢AchAch门控通道蛋白（a亚单位）通道开放大量Na+流入胞内胞膜去极化产生终板电位完成化学信号向生物电信号的转换(1

3、)特点：化学门控通道具有受体功能，可称为通道型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流动，也称为促离子型受体(2)分布：神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递2.电信号—电压门控离子通道刺激细胞膜电位的变化电压门控离子通道开放或关闭离子内流或外流新信号形成2.电压门控通道主要分布：神经轴突、骨骼肌、心肌细胞的一般细胞膜上。作用：产生动作电位跨膜电位控制例：钠通道(1)Na+通道电信号膜内负电荷消失Na+通道突然开放胞外Na+涌入胞内膜电位变化(2)K+通道膜内形成正电荷K+通道开放胞内K+流出胞外膜电位变化3.机械门控通道机械刺激通过某种机制

4、使机械感受器细胞膜上的通道开放，产生感受器电位。例：听觉毛细胞、肌梭等各种门控通道完成的跨膜信号转导特点：（1）速度相对较快（2）对外界作用出现反应的位点较局限。3机械信号-机械门控通道机械信号（声）耳蜗毛细胞纤毛弯曲毛细胞上机械门控离子通道开放离子跨膜流动耳蜗微音器电位（二）由膜的特异受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统（G蛋白耦联受体介导的信号转导）G蛋白耦联的膜受体有500个以上，包括-和-肾上腺素受体，乙酰胆碱M受体，5-羟色胺受体，腺苷受体，嗅受体,视紫红质受体和肽类受体等。（1）G蛋白（A）G蛋白的组成

5、：1亚单位，1单位和1亚单位。紧密结合在一起。失活的G蛋白以GDP-异三聚体形式存在。G蛋白激活：激动剂与受体结合，使G蛋白的与分离，GDP-变为GTP-＋。G蛋白失活：G蛋白有内在的GTP酶活性，水解GTP,使GTP-变成GDP-。（B）G蛋白介导的信号途径（a）c-AMP-蛋白激酶A途径（b）c-GMP-蛋白激酶G途径（c）磷酸肌醇途径（d）细胞内钙信号途径（e）MAPK途径3第二信使定义外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和效应器酶系统使胞浆内一种含有第一信使信息内容的一种化学物质增多或减少种类环磷酸腺

6、苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油(DG)1第一信使：激素、递质等2效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等第二信使学说G蛋白-GDP第一信使+RG蛋白-GTP效应器酶蛋白激酶第二信使及其他第二信使前体细胞功能改变二、G蛋白偶联受体介导的信号转导(一)cAMP信号通路神经递质、激素等（第一信使）→结合G蛋白偶联受体(膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：激活G蛋白)→激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)→兴奋性G蛋白(GS)→激活腺苷酸环化酶(AC)→ATP--cAMP（第二信使）→激活cAMP依赖的蛋白激酶A→细胞内生物

7、效应(二)磷脂酰肌醇信号通路激素（第一信使）结合G蛋白偶联受体激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：激活G蛋白兴奋性G蛋白(GS)激活磷脂酶C(PLC)二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)(第二信使）IP3和DG内质网释放Ca2+激活蛋白激酶C细胞内生物效应三、酶耦联受体介导的信号转导酪氨酸激酶受体特点：酶与受体是同一膜蛋白这类受体一般只有一个α-螺旋，膜外侧肽链有与配体结合位点，膜内侧肽链有蛋白激酶的活性。受体本身没有酶的活性，当它与配体结合后，就可与酪氨酸激酶结合，并激活酪氨酸激酶肽类激素（如胰岛素）、细胞因子（如N

8、GF）细胞膜上酪氨酸激酶受体膜内侧肽段的蛋白激酶被激活酪氨酸残基磷酸化细胞功能改变鸟苷酸环化酶的受体特点：只有一个跨膜α-螺旋，膜外侧肽链（N端）有与