细胞的信号转导

关于细胞的信号转导12信号:含有信息内容的一种物质或刺激。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：电流第2页,共27页，2024年2月25日，星期天3◆

跨膜信号转导概念指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。第3页,共27页，2024年2月25日，星期天4受体概念：能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质特性：（1）特异性（2）饱和性（3）亲和性第4页,共27页，2024年2月25日，星期天5跨膜信号转导的过程外界信号

细胞膜表面

一种或几种膜蛋白分子构象改变

新的信号进入胞内膜电位或其他功能变化

第5页,共27页，2024年2月25日，星期天6几种主要的跨膜信号转导方式离子通道型受体介导的信号转导

G蛋白藕联受体介导的信号转导酶联型受体介导的信号转导根据膜受体的结构和功能，跨膜信号转导的路径可分为三类：第6页,共27页，2024年2月25日，星期天7一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）离子通道受体（化学门控通道）电压门控离子通道机械门控通道

1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程

刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变2、类型第7页,共27页，2024年2月25日，星期天8刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变（一）离子通道受体（化学门控通道）

1、涵义：

是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜离子流动，也称促离子型受体。2、信号传导过程3、分布

神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递第8页,共27页，2024年2月25日，星期天9

神经突触谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸神经肌肉接头乙酰胆硷化学门控离子通道示意图-Ach受体阳离子通道第9页,共27页，2024年2月25日，星期天10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

（二）电压门控离子通道1、涵义

接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。2、信号转导过程第10页,共27页，2024年2月25日，星期天11Na+通道和K+通道通道作用示意图第11页,共27页，2024年2月25日，星期天12（三）机械门控通道1、涵义

细胞表面膜存在的能感受机械性刺激并引起细胞功能改变的通道样结构。1）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛2、实例及信号转导过程机械信号（声）静纤毛偏曲机械门控离子通道开放离子内流膜电位变化2）信号转导过程：第12页,共27页，2024年2月25日，星期天13

二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导

1、G蛋白耦联受体及其家族分子

1）G蛋白耦联受体

最大的细胞表面受体家族，共有300多种；受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部位；通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋白。第13页,共27页，2024年2月25日，星期天14

2）G蛋白（GTP结合蛋白）

耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位点和GTP酶活性。非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合一分子的GDP；当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP，并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。GDP二磷酸鸟苷GMP一磷酸鸟苷GTP三磷酸鸟苷第14页,共27页，2024年2月25日，星期天15第15页,共27页，2024年2月25日，星期天16

3）G蛋白效应器：

A、催化生成第二信使的酶：包括:腺苷酸环化酶(AC)

磷脂酶C(PLC)

磷酸二脂酶(PDE)

磷脂酶A2等

B、离子通道:第16页,共27页，2024年2月25日，星期天174）第二信使：

它是激素、递质、细胞因子等信号分子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因子，间接地把细胞外信号转入细胞内。包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷(cGMP)和Ca2+等。第17页,共27页，2024年2月25日，星期天18由G－蛋白介导的跨膜信号转导图第18页,共27页，2024年2月25日，星期天19（二）G蛋白耦联受体介导的信号转导途径2.受体-G蛋白-PLC途径1.受体-G蛋白-AC途径磷脂酰肌醇cAMP第19页,共27页，2024年2月25日，星期天201.受体-G蛋白-AC途径:信号物质膜表面的特异受体Gs-(兴奋性G蛋白)激活腺苷酸环化酶（AC)胞浆中的ATP分解膜内侧胞浆中cAMP增加激活蛋白激酶A(PKA)底物蛋白磷酸化发挥生物学效应第20页,共27页，2024年2月25日，星期天212.受体-G蛋白-PLC途径外界剌激信号膜受体G蛋白激活磷脂酶C（PLC）水解磷脂酰肌醇三磷酸肌醇（

IP3

）+二酰甘油（DG）

IP3

激活内质网上的IP3受体Ca2+释放结合钙调蛋白（CaM）生成Ca2+.CaM复合物发挥生理功能DG激活蛋白激酶C磷酸化底物蛋白发挥生物效应第21页,共27页，2024年2月25日，星期天22第22页,共27页，2024年2月25日，星期天23三、酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体特点：受体只有一次跨膜α-螺旋。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。酶藕联受体的类型：酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体第23页,共27页，2024年2月25日，星期天24（一）酪氨酸激酶受体（TKR)

特点：

膜外侧-配位体结合点胞质侧-酪氨酸激酶结构域受体与酶是同一蛋白分子

信号转导过程

肽类激素（胰岛素和细胞因子）激活酪氨酸激酶受体胞质侧酶活性部位活化激发信号蛋白的信号转导第24页,共27页，2024年2月25日，星期天25（二）酪氨酸激酶结合型受体

特点：受体本身无蛋白激酶活性

信号转导过程巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子激活受体分子激活胞质内的酪氨酸激酶磷酸化信号蛋白实现信号传导第25页,共27页，2024年2月25日，星期天26（三）鸟苷酸环化酶受体特点：受体分子只有一个跨膜α-螺旋；膜外侧为配体结合点