第二章细胞的信号转导

第二节 细胞的信号转导1u信号 : 含有信息内容的一种物质或刺激u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2 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。3受体u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u特性 ： （ 1）特异性（ 2）饱和性（ 3）亲和性4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5几种主要的跨膜信号转导方式u 离子通道型受体介导的信号转导u G蛋白藕联受体介导的信号转导u 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：6一、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7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、分布神经肌接头信息传递神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递神经细胞之间的突触传递 8神经突触神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸神经肌肉接头神经肌肉接头 乙酰胆硷乙酰胆硷化学门控离子通道示意图 -Ach受体阳离子通道9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10Na+通道和 K+通道通道作用示意图11（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。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）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：12二、 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u 最大的细胞表面受体家族，共有 300多种；u 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；u 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋白。132） G蛋白（ GTP结合蛋白）u 耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由 、和 三个亚单位组成，其中 亚 单位具有鸟苷酸的结合位点和 GTP酶活性。u 非活化的 G蛋白在膜内与受体分离，其 亚 单位结合一分子的 GDP；u当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活 G蛋白，此时 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。1415163） 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 :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、 三磷酸肌醇 (IP3)、 二酰甘油 (DG)、环 -磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。18由G蛋白介导的跨膜信号转导图19（二） G蛋白耦联受体介导的信号转导途径2.受体受体 -G蛋白蛋白 -PLC途径途径1.受体 -G蛋白 -AC途径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212. 受体受体 -G蛋白蛋白 -PLC途径途径外界剌激信号外界剌激信号 膜受体膜受体 G蛋白蛋白激活磷脂酶激活磷脂酶 C（ PLC） 水解磷脂酰水解磷脂酰肌醇肌醇 三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（ IP3 ） +二酰甘油（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2223三、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u 酶耦联受体特点：酶耦联受体特点： 受体只有一次跨膜受体只有一次跨膜 -螺旋。螺旋。 受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，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。可直接激活胞质中酶。u 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24（一）酪氨酸激酶受体 （ TKR)u 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u 信号转导过程肽类激素（胰岛素和细胞因子）肽类激素（胰岛素和细胞因子） 激活酪氨酸激活酪氨酸激酶受体激酶受体 胞质侧酶活性部位活化胞质侧酶活性部位活化激发信号蛋白的信号转导25（二）酪氨酸激酶结合型受体（二）酪氨酸激酶结合型受体u 特点：受体本身无蛋白激酶活性u 信号转导过程信号转导过程 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26（三）鸟苷酸环化酶受体（三）鸟苷酸环化酶受体u 特点：受体分子只有一个跨膜 - 螺旋；螺旋；膜外侧为