细胞信号传导2

1、第二节第二节 细胞的跨膜信号转导功能细胞的跨膜信号转导功能（一）概念：一）概念： 各类刺激信号通过改变靶细胞膜上的蛋各类刺激信号通过改变靶细胞膜上的蛋白质构型，从而引起靶细胞功能改变的过程。白质构型，从而引起靶细胞功能改变的过程。这一过程也可理解为跨膜信号传递。这一过程也可理解为跨膜信号传递。跨膜信号转导主要涉及到三个环节：跨膜信号转导主要涉及到三个环节： 胞外信号的识别与结合胞外信号的识别与结合 信号转导信号转导 胞内效应胞内效应1.1.主要信号物质主要信号物质神经递质神经递质: :由突触前神经元合成并在末梢处释由突触前神经元合成并在末梢处释放，经突触间隙扩散，特异性地作用于突放，经突触间隙

2、扩散，特异性地作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体，产生触后神经元或效应器细胞上的受体，产生效应的化学物质。效应的化学物质。激素激素: :由内分泌腺或散在内分泌细胞所分泌由内分泌腺或散在内分泌细胞所分泌的高效能生物活性物质，是细胞与细胞的高效能生物活性物质，是细胞与细胞之间信息传递的化学媒介。之间信息传递的化学媒介。细胞因子细胞因子: :由细胞分泌的一类信息物质由细胞分泌的一类信息物质, ,作用作用于特定的靶细胞于特定的靶细胞, ,调节其生理功能调节其生理功能. .2.2.受体受体* *1.1.概念概念：细胞膜或胞内能与化学物质（递质、激素、：细胞膜或胞内能与化学物质（递质、激素、调质、药物

3、等）发生特异性结合并产生效应的物质调质、药物等）发生特异性结合并产生效应的物质或分子。或分子。* *配体：配体：能与受体结合的物质。能与受体结合的物质。 激动剂：能与受体发生特异性结合并激动剂：能与受体发生特异性结合并产生相产生相 应生理效应的化学物质应生理效应的化学物质. . 拮抗剂：只与受体发生特异结合，而拮抗剂：只与受体发生特异结合，而不产生不产生 生理效应的化学物质生理效应的化学物质. .* *受体与配体结合的特性受体与配体结合的特性l 特异性；饱和性；可逆性。特异性；饱和性；可逆性。 第一信使第一信使: :神经递质神经递质 激素和细胞因子等化激素和细胞因子等化学物质将信息从一种细胞带

4、到一些特定细胞学物质将信息从一种细胞带到一些特定细胞, ,并与细胞膜上的受体结合并与细胞膜上的受体结合第二信使的第二信使的作用：将细胞外作用：将细胞外信号信号传入细胞内传入细胞内跨膜信号转导方式大体有以下三类：跨膜信号转导方式大体有以下三类： 离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导 G G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导 酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导一一、离子通道受体介导的信号转导离子通道受体介导的信号转导 1 1. . 化学门控通道化学门控通道 控制通道开、关的因素控制通道开、关的因素- -化学物质。化学物质。 主要分布：主要分布： 肌细胞终板膜

5、、神经细胞突触后膜、嗅、味肌细胞终板膜、神经细胞突触后膜、嗅、味感受细胞膜中感受细胞膜中, ,使所在膜产生终板电位、突触后使所在膜产生终板电位、突触后电位以及感受器电位等局部电反应。电位以及感受器电位等局部电反应。 Nicotinic Receper单一肽链反复4次穿越细胞膜形成一个亚基,由45个亚基组成离子通道。如：乙酰胆碱受体、氨基酸受体等。2.2.电压门控通道：电压门控通道： 主要分布主要分布: : 神经轴突、骨骼肌、心肌细胞的一般质膜神经轴突、骨骼肌、心肌细胞的一般质膜中中, , 控制这类通道开、关的因素是通道所控制这类通道开、关的因素是通道所在膜两侧的跨膜电位的变化。在膜两侧的跨膜电

6、位的变化。3.3.机械门控通道：机械门控通道： 细胞表面膜存在能感受机械性刺激并引起细胞表面膜存在能感受机械性刺激并引起 细胞功能改变的通道样结构。细胞功能改变的通道样结构。 （二）（二） G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导由单一肽链形成由单一肽链形成7 7个个-螺旋来回穿越细胞膜，螺旋来回穿越细胞膜，N N端在端在外，外，C C端在胞内端在胞内( (与与G-G-蛋白结合蛋白结合) )。G-G-蛋白蛋白：由、三个亚基组成,与GTP结合而被激活，GTP水解而失活。3.G-3.G-蛋白效应器蛋白效应器主要指催化生成第二信使的酶。主要指催化生成第二信使的酶。主要有：主要有：腺苷酸

7、环化酶腺苷酸环化酶(AC)、鸟苷酸环、鸟苷酸环化酶化酶(GC)、磷脂酶、磷脂酶C(PLC)。二、二、G G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导1.受体受体-G蛋白蛋白-AC途径途径:激素激素激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶(AC)(AC)ATPATP cAMPcAMP细胞内生物效应细胞内生物效应受体受体G蛋白蛋白介导介导激活激活cAMPcAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A AcAMP为第二信使(second messenger) 激素为第一信使(first messenger) 2.受体受体-G蛋白蛋白-PLC途径途径激素（第一信使）激素（第一信使）结合结合G蛋白偶联蛋白偶联

8、 受体受体抑制性抑制性G蛋白蛋白(G(Gi i) )激活磷脂酶激活磷脂酶C(PLC)C(PLC)PIPPIP2 2IPIP3 3 和和 DGDG激激 活活蛋白激酶蛋白激酶C C内质网内质网释放释放CaCa2+2+激活激活G蛋白蛋白( (与与、亚单位分离亚单位分离) )细胞内生物效应细胞内生物效应三、酶耦联受体介导的信号转导三、酶耦联受体介导的信号转导特点：特点：受体只有一跨膜受体只有一跨膜-螺旋和一个较短的膜内肽段。螺旋和一个较短的膜内肽段。受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可直接激活受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可直接激活胞质中酶。胞质中酶。 酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体 重要的受体有重

9、要的受体有 鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体（一）酪氨酸激酶受体（一）酪氨酸激酶受体特点：膜外侧特点：膜外侧- -配体结合位点配体结合位点 深入胞质端深入胞质端- -酪氨酸激酶结构域酪氨酸激酶结构域 受体与酶是同一蛋白分子受体与酶是同一蛋白分子酪氨酸激酶酪氨酸激酶受体介导的信号转导受体介导的信号转导 生长因子生长因子与受体酪氨酸激酶结合与受体酪氨酸激酶结合细胞内生物效应细胞内生物效应膜外膜外N N端：识别、结合端：识别、结合第一信使第一信使膜内膜内C C端：具有酪氨酸激酶活性端：具有酪氨酸激酶活性特点：特点：信号转导与信号转导与G G蛋白无关；蛋白无关；无第二信使的产生；无第二信使的产生；无细胞质中蛋白激酶的激活。无细胞质中蛋白激酶的激活。（二）鸟苷酸环化酶受体介导的信号转导（二）鸟苷酸环化酶受体介导的信号转导 激素激素激活鸟苷酸环化酶激活鸟苷酸环化酶(GC)(GC)GTPGTP cGMPcGMP细胞内生物效应细胞内生物效应受体受体激活激活c