细胞的跨膜信号转

1、第二节 细胞的跨膜信号转导 signal transmembrane tranduction of cell,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(transmembrane tranduction,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

2、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 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 Ach Ach 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

3、信号向生物电信号的转换,1) 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

4、位变化,3. 机械门控通道,机械刺激通过某种机制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

5、 （A）G蛋白的组成：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 环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌

6、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+R G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、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,

7、激活G蛋白(与、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-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NGF） 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