生理学第二章跨膜信号转导

1、physiology生生 理理 学学 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本节重点：本节重点： 通道蛋白完成的跨膜信号转导通道蛋白完成的跨膜信号转导 （化学门控（化学门控, ,电压门控电压门控, ,机械门控）机械门控） 蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导本节难点：本节难点： 蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导（一）概念（一）概念 各类刺激信号通过改变各类刺激信号通过改

2、变靶细胞靶细胞膜上膜上 的的蛋白质构型蛋白质构型，从而引起靶细胞，从而引起靶细胞功功 能改变能改变的过程。的过程。 这一过程也可理解为这一过程也可理解为跨膜信号传递跨膜信号传递。（二）跨膜信号转导的特征（二）跨膜信号转导的特征1. 1. 各类刺激信号各类刺激信号只只改变膜结构中改变膜结构中一种或一种或数种数种蛋白质分子结构，从而将细胞蛋白质分子结构，从而将细胞外外的的信息转变成细胞信息转变成细胞内内的信息，这一信息引的信息，这一信息引发细胞发细胞功能变化功能变化。2. 2. 体内需要转导的体内需要转导的信号数信号数，接受信号的，接受信号的靶细胞靶细胞种类种类以及引发的以及引发的功能变化功能变化

3、都是都是多多样样的，但他们的转导过程仅限少数途径的，但他们的转导过程仅限少数途径 二、几种主要的跨膜信号转导方式二、几种主要的跨膜信号转导方式 ( (一）通过通道蛋白质完成的跨膜信号一）通过通道蛋白质完成的跨膜信号 转导（三类通道）转导（三类通道） 1.1.化学门控通道：化学门控通道： 化学物质（递质、激素）化学物质（递质、激素）膜上膜上 通道型受体蛋白通道型受体蛋白形成通道、允形成通道、允 许离子通过，故称许离子通过，故称促离子型受体促离子型受体。（二）（二） g g蛋白耦联受体蛋白耦联受体 由膜的由膜的特异性受体蛋白特异性受体蛋白、蛋白蛋白和膜的和膜的效应器酶效应器酶 组成的跨膜信号转导系

4、统组成的跨膜信号转导系统 蛋白耦联受体也称蛋白耦联受体也称促代谢性受体促代谢性受体，效应器酶除腺苷，效应器酶除腺苷酸环化酶酸环化酶（acac）外，还有磷脂酶外，还有磷脂酶（plcplc）、）、磷酸酶磷酸酶a a2 2（plapla2 2）、）、磷酸二酯酶磷酸二酯酶（pdepde） 第二信使除第二信使除campcamp（环（环- -磷酸腺苷）外还有磷酸腺苷）外还有ipip3 3（三磷酸（三磷酸肌醇）、肌醇）、dgdg（二酰甘油）、（二酰甘油）、cgmpcgmp( (环环- -磷酸鸟苷磷酸鸟苷) )、gaga2+2+等等说明说明 激素激素 受体受体s s或或gigiacac camp camp蛋白

5、激酶蛋白激酶a a（ pka pka ）酶或其他功能蛋白酶或其他功能蛋白 生物学效应生物学效应 1.1.受体受体-g-g蛋白蛋白-ac-ac（腺苷酸环化酶）途径（腺苷酸环化酶）途径atp 激素激素 结合结合g g蛋白耦联受体蛋白耦联受体 gi gi 或或 gq gq 激活磷脂酶激活磷脂酶c(plc)c(plc)pippip2 2 ip ip3 3 和和 dgdg内质网或肌质网内质网或肌质网 释放释放caca2+2+激活蛋白激酶激活蛋白激酶c c (pkc) (pkc)生物学效应生物学效应 2.2.受体受体-g-g蛋白蛋白-plc-plc（磷脂酶（磷脂酶c c）途径）途径pippip2 2: :

6、 二磷酸磷脂酰肌醇二磷酸磷脂酰肌醇ipip3 3: : 三磷酸肌醇三磷酸肌醇dg : dg : 二酰甘油二酰甘油 膜磷脂膜磷脂（三）酶联型受体介导的信号转导（三）酶联型受体介导的信号转导 酶联型受体也是一种跨膜蛋白，但每个受酶联型受体也是一种跨膜蛋白，但每个受体分子只有体分子只有1 1次次穿膜穿膜, ,也称为单次跨膜受体或单也称为单次跨膜受体或单个跨膜个跨膜-螺旋受体。螺旋受体。 它往往既有与它往往既有与信号分子结合的位点信号分子结合的位点，起受，起受体的作用，又具有体的作用，又具有酶的催化作用酶的催化作用，通过它们的，通过它们的这种这种双重双重作用完成信号转导。作用完成信号转导。 较重要的有

7、较重要的有: : 酪氨酸激酶受体（酪氨酸激酶受体（tkrtkr） 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 1.1.酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体 生长因子生长因子 与酪氨酸激酶受体结合与酪氨酸激酶受体结合 细胞内生物效应细胞内生物效应膜外膜外n n端：识别、结合第一信使端：识别、结合第一信使膜内膜内c c端：具有酪氨酸激酶活性端：具有酪氨酸激酶活性2. 2. 酪氨酸激酶结合型受体酪氨酸激酶结合型受体 本身没有蛋白激酶活性，但一旦与本身没有蛋白激酶活性，但一旦与配体结合即在胞质侧结合并激活酪氨配体结合即在胞质侧结合并激活酪氨 酸激酶酸激酶底物蛋白磷酸化底物蛋白磷

8、酸化效应效应 3. 3. 鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体胞外胞外胞内胞内膜受体膜受体可溶性受体可溶性受体 gcgc 鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶(gc)(gc)结构域结构域ppippigtpgtpcgmpcgmp激活蛋白激酶激活蛋白激酶g g （pkgpkg）硝酸甘油治疗心绞痛硝酸甘油治疗心绞痛 硝酸甘油硝酸甘油nono结合可溶性鸟苷酸环结合可溶性鸟苷酸环 化酶（化酶（gcgc）三磷酸鸟苷（三磷酸鸟苷（gtpgtp）转变成）转变成cgmpcgmp激活激活pkgpkg舒张血管，增加血流量舒张血管，增加血流量. .弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德19981998年获诺贝尔生理年获诺贝尔生理/ /医学奖医学奖 ! !注意：注意： 1.1.转导的方式不一定只限于以上三种转导的方式不一定只限于以上三种; ; 2. 2.相互影响相互影响, ,作用上有交叉作用上有交叉; ; 3. 3.同一刺激信号作用方式多样同一刺激信号作用方式多样: :关键在关键在 于靶细胞膜上具有的感受结构于靶细胞膜上具有的感受结构. . 肽类激素肽类激素 结合膜受体蛋白膜外肽段结合膜受体蛋白膜外肽段 细胞因子细胞因子 膜内肽段激活膜内肽段激活 激活的膜内肽段有磷酸激酶活性：激活的膜内肽段有