第二章细胞的信号转导

1、第二节第二节 细胞的信号转导细胞的信号转导 跨膜信号转导概念跨膜信号转导概念 指外界信号（化学分子、光、声音等）作指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于细胞膜表面的用于细胞膜表面的受体受体，引起膜结构中一种或，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以信息以新的信号新的信号形式传递到膜内，再引发靶细形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。胞功能改变。跨膜信号转导的过程跨膜信号转导的过程几种主要的跨膜信号转导方式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蛋白藕

2、联受体介导的信号转导u 酶联型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：信号转导的路径可分为三类：一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）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）离子通道受体（化学门控通道）电压门控离子通道电压门控离子通道机械门控通道机械门控通道 1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程、由离子通道完成的跨膜信号传递过程 刺激信号刺激信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子移动离子移动膜膜电位变化电位变化膜内信息膜内信息细胞功能改变细胞功能改变 2 2、类型、类型刺激信号刺激

3、信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子移动离子移动膜电位变化膜电位变化膜内信息膜内信息细胞功能改变细胞功能改变 （一）离子通道受体（化学门控通道）（一）离子通道受体（化学门控通道） 1、涵义：、涵义： 是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋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。起跨膜离子流动，也称促离子型受体。2、信号传导过程、信号传导过程 化学门控离子通道示意图化学门控离子通道示意图-ach受体阳离子通道受体阳离子通道刺激刺激 细胞膜电位的变化细胞膜电位的变化 电电 压门控离子通道开放

4、或关闭压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流离子内流或外流 新信号形成新信号形成（二）电压门控离子通道（二）电压门控离子通道1、涵义、涵义 接受电信号的受体，通过通道的开、关接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。和离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。2、信号转导过程、信号转导过程na+通道和通道和k+通道通道作用示意图通道通道作用示意图（三）机械门控通道（三）机械门控通道1、涵义、涵义2、实例及信号转导过程、实例及信号转导过程2）信号转导过程：）信号转导过程： 二、二、g-蛋白耦联受体介导的信号转导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蛋白

5、耦联受体及其家族分子 1）g蛋白耦联受体蛋白耦联受体u 最大的细胞表面受体家族，共有最大的细胞表面受体家族，共有300多种；多种；u 受体由一条受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜内有配体的结合部位，胞浆侧有结合膜内有配体的结合部位，胞浆侧有结合g蛋白蛋白的部位；的部位；u 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活通过与配体结合后的构象变化来结合和激活g蛋白。蛋白。 2）g蛋白（蛋白（ gtp结合蛋白）结合蛋白）u 耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由、和和三个亚单位组成，其中三个亚单位组成，其中亚单位具有鸟苷亚单位具有鸟苷酸的结

6、合位点和酸的结合位点和gtp酶活性。酶活性。u 非活化的非活化的g蛋白在膜内与受体分离，其蛋白在膜内与受体分离，其亚单亚单位结合一分子的位结合一分子的gdp；u当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活活g蛋白，此时蛋白，此时亚单位与亚单位与gdp解离，结合一解离，结合一分子分子gtp，并与另两个亚单位分离，继而激活，并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。其靶蛋白。 3）g蛋白效应器蛋白效应器： a、催化生成第二信使的酶：催化生成第二信使的酶： 包括包括: 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(ac) 磷脂酶磷脂酶c(plc) 磷酸二脂酶磷酸二脂酶(pde) 磷脂

7、酶磷脂酶a2等等 b、 离子通道离子通道:4）第二信使第二信使： 它是激素、递质、细胞因子等信它是激素、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信号因子，间接地把细胞外信号转入细胞内。细胞内。 包括包括camp、三磷酸肌醇、三磷酸肌醇(ip3)、二、二酰甘油酰甘油(dg)、环、环-磷酸鸟苷磷酸鸟苷(cgmp)和和ca2+等。等。由由g蛋白介导的跨膜信号转导蛋白介导的跨膜信号转导图图1.受体受体-g蛋白蛋白-ac途径途径1. 受体受体-g蛋白蛋白-ac途径途径:信号物质信号物质膜表面的特异受体膜表面的特异受体gs-(兴奋性

8、兴奋性g蛋白蛋白)激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶（ac)胞浆中的胞浆中的atp分解分解膜内侧胞浆膜内侧胞浆中中camp增加增加激活蛋白激酶激活蛋白激酶a(pka)底物蛋白磷酸化底物蛋白磷酸化发挥生物学效应发挥生物学效应3 ）3 激活内质网上的激活内质网上的ip3受体受体ca2+释放释放结合钙调蛋白（结合钙调蛋白（cam）生成生成ca2+.cam复合物复合物发挥生理功能发挥生理功能激活蛋白激酶激活蛋白激酶c磷酸化底物磷酸化底物蛋白蛋白发挥生物效应发挥生物效应u 酶藕联受体的类型酶藕联受体的类型 ： 酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶结合型受体酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体激发信号蛋白的信号转导激发信号蛋白的信号转导u 特点：特点：受体本身无蛋白激酶活性受体本身无蛋白激酶活性u 巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子激活受体分子激活受体分子激活胞质内的酪氨酸激酶激活胞质内的酪氨酸激酶磷酸化信号