分子生物学--细胞信息传递和受体分子生物学

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1、第十四章细胞信息传递和受体分子生物学第一节细胞信息传递概述第二节受体第三节细胞信息的传递途径及其分子机理第四节信息传递途径的交互联系第一节细胞信息传递概述按照信息物质的分泌与作用方式，可将细胞间联络分为三类模式(图14-1)：内分泌(endocrine)、旁分泌(paracrine)和自分泌(autocrine)。1.内分泌是指由内分泌腺细胞分泌信号分子，循血液途径输送到全身，作用于靶细胞，达到远程信号传递的作用，这也是经典的激素作用概念。2.旁分泌是指细胞分泌的信号分子作用于邻近的细胞所进行的信息交流。3.自分泌是指有些细胞分泌的信号分子能作用于该细胞本身，实际上，这些细胞有该信号的

2、受体。正常细胞的发育分化过程中，就有这样的作用。病理状态下的肿瘤细胞，也有可能因此而导致生长失控。信号转导包括以下步骤：特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞(targetcell)与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动靶细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应。人体的信息物质和受体种类繁多，细胞内的信息传递形成一个网络系统(network)，故细胞的信息传递极其复杂。第二节受体受体(receptor)是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称为配体(ligand)。

3、细胞间信息物质就是一类最常见的配体。受体在细胞信息传递过程中起着极为重要的作用。其中，位于细胞浆和细胞核中的受体称为胞内受体，它们全部为DNA结合蛋白。存在于细胞质膜上的受体则称为膜受体，它们绝大部分是镶嵌糖蛋白。一、受体的分类(一)神经递质受体：乙酰胆碱受体、-氨基丁酸受体、5-羟色胺受体、多巴胺受体等。(二)激素受体：前列腺素受体(花生四烯酸代谢产物)、白三烯类受体、嘌呤受体等。(三)摄取血浆蛋白或转运物质的受体：如低密度脂蛋白受体等。细胞粘附受体：这类受体介导细胞与细胞、细胞与间质之间的相互作用(五)化学趋向性物质受体：如细菌的化学趋向物质受体等。(六)直接参与免疫功能的受体：

4、包括T和B淋巴细胞上的抗原受体等。(七)药物受体：如苯环利定受体。(八)毒素受体。(九)病原体受体。根据现在对受体结构和信号转导机制的认识可将受体分为4型(表14-1)。I型配体门控离子通道型(directligandgatedchanneltype)受体：II型G蛋白偶联型(G-proteincoupledtype)受体：III型酶蛋白偶联型(enzyme-coupledreceptor)受体：IV型DNA转录调节型(DNAtranscription-regulatedtype)受体：二、受体的结构与功能㈠离子通道核酸分子杂交(图14-2、3)(表14-2)Ia型受体超家族：最典型

5、的此型受体是n-ACh受体，它是四种亚基(、、和)构成的五聚体。II型和III型受体超家族：此两型受体是在细胞膜上激活受体，即受体的配体结合部位在细胞膜上。㈡G蛋白偶联受体(图14-4)G蛋白是指一类位于细胞膜上的GTP结合蛋白，由三个亚基组成()，因此又称三亚基GTP蛋白(trimericGTPbindingprotein)。G蛋白有两种形式，即无活性GDP结合形式和有活性的GTP结合形式。与之相偶联的受体结合特异性配基后，将信息传递给G蛋白，使其转换成活性形式，从而能激活下游的一系列产生第二信使的酶(如腺苷酸环化酶、磷脂酶C、鸟苷酸环化酶等)。根据受体同源性的差异，G

6、蛋白偶联型受体可分为三个超家族：第I族：此族包括了绝大多数与G蛋白偶联的受体，主要分两大类(表14-3)。第II族：这一族包括肠促胰液素(secretin)、血管活性肠肽(VIP)、降钙素(calcitonin)和甲状旁腺激素受体。第III族：代谢型谷氨酸受体。G蛋白和它们的作用：G蛋白是联接受体与效应器(酶或离子通道)之间的中介物质，是一种酶。由于在中介反应过程中与鸟苷酸(GTP和GDP)结合故称为G蛋白。G蛋白由、和三个亚基构成。具有酶催化活性的亚基与鸟苷酸结合后，可催化GTP变为GDP的反应。和亚基是疏水蛋白，总是以复合物的形式存在于细胞膜的内表面。图14-5是G

7、蛋白作用的示意图。G蛋白中介的反应可分为四个阶段：第一阶段为静止态。含、和亚基。第二阶段，激动剂分子与受体结合，使受体的构象变得易于与G蛋白结合。第三阶段，/GTP在细胞膜内扩散，与不同的靶蛋白效应酶或离子通道相连，引起不同的生物效应。当GTP酶水解/GTP成/GDP时，效应过程终止。第四阶段是/GDP从效应靶蛋白上解离，亚基与亚基重新结合，形成复合物，从而完成了一个循环。每个循环过程起到信号放大的作用。G蛋白的多样性