第五章物质运输与信号传递

1、细胞生物学细胞生物学Cell Biology第五章第五章 物质的跨膜运输与物质的跨膜运输与信号传递信号传递 物质的跨膜运输物质的跨膜运输 细胞通讯与信号传递细胞通讯与信号传递第一节第一节 物质的跨膜运输物质的跨膜运输被动运输被动运输（passive transportpassive transport）主动运输（主动运输（active transportactive transport）胞吞作用（胞吞作用（endocytosisendocytosis）与胞吐作用）与胞吐作用（exocytosisexocytosis）物质的物质的跨膜运输跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础是细胞维持正常生命活动

2、的基础之一之一第二节第二节 细胞通讯与信号传递细胞通讯与信号传递 细胞通讯与细胞识别细胞通讯与细胞识别 细胞的信号分子与受体细胞的信号分子与受体 通过细胞内受体介导的信号传递通过细胞内受体介导的信号传递 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 由细胞表面整联蛋白介导的信号传递由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息被动运输（被动运输（passive transportpassive transport）特点特点：运输方向、跨膜动力、能量消耗、膜转运蛋白：运输方向、跨膜动力、能量消

3、耗、膜转运蛋白类型类型：简单扩散简单扩散（simple diffusionsimple diffusion）、）、协助扩散协助扩散（facilitated diffusionfacilitated diffusion）膜转运蛋白膜转运蛋白：载体蛋白载体蛋白（carrier proteinscarrier proteins）通透酶（通透酶（permeasepermease）性质；）性质； 介导被动运输与主动运输。介导被动运输与主动运输。 通道蛋白通道蛋白（channel proteinschannel proteins）具有离子选择性，转运速率高；具有离子选择性，转运速率高； 离子通道是门控的；

4、只介导被动运输离子通道是门控的；只介导被动运输 类型类型： 电压门通道（电压门通道（voltage-gated channelvoltage-gated channel） 配体门通道（配体门通道（ligand-gated channelligand-gated channel） 压力激活通道（压力激活通道（stress-activated channelstress-activated channel） 物质运输的船与桥物质运输的船与桥 水通道水通道 水扩散通过人工膜的速率很低，人们推测膜上有水通道。水扩散通过人工膜的速率很低，人们推测膜上有水通道。 1991年年Agre发现第一个水通道蛋白发

5、现第一个水通道蛋白CHIP28 （28 KD ），）， 他将他将CHIP28的的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶 液中，卵母细胞迅速膨胀，液中，卵母细胞迅速膨胀，5 分钟内破裂。细胞的这种吸水膨分钟内破裂。细胞的这种吸水膨 胀现象会被胀现象会被Hg2+抑制。抑制。2003年年Agre与离子通道的研究者与离子通道的研究者MacKinnon同获同获诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。 目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水种，被命名为水 通道蛋白（通道蛋白（Aquaporin，AQP）。）。2003年，美国科

6、学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。 Peter AgreRoderick MacKinnon 主动运输（主动运输（active transportactive transport） 特点特点：运输方向、能量：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白膜转运蛋白 类型类型：主动运输所需的能量来源主要有：主动运输所需的能量来源主要有：三种基本类型三种基本类型 由由ATPATP直接提供能量的主动运输直接提供能量的主动运输 钠钾泵钠钾泵 （结构与机制）（结构与机制） 钙泵（钙泵（CaCa2+2+-ATP-ATP酶）酶） 质子泵：质子泵：P-P-型、型、V

7、-V-型、型、F-F-型型 协同运输协同运输（cotransportcotransport） 由由NaNa+ +-K-K+ +泵（或泵（或HH+ +- -泵）与载体蛋白协同作用，泵）与载体蛋白协同作用， 靠间接消耗靠间接消耗ATPATP所完成的主动运输方式所完成的主动运输方式 胞吞作用（胞吞作用（endocytosisendocytosis）与胞吐作用（与胞吐作用（exocytosisexocytosis）作用作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称膜泡运输或批量运输运输，又称膜泡运输或批量运输（bulk transportbulk transport）。属于

8、主动运输。）。属于主动运输。 胞吞作用胞吞作用 胞吐作用胞吐作用胞吞作用胞吞作用 胞饮作用胞饮作用（pinocytosispinocytosis）与）与吞噬作用吞噬作用（phagocytosisphagocytosis）。）。胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别胞饮作用与吞噬作用主要有三点区别受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用及包被的组装及包被的组装细胞代表中性颗粒白细胞和巨噬细胞原生动物白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、肝巨噬细胞和植物细胞 胞吐作用胞吐作用 组成型组成型的外排途径（的外排途径（constitutive exocytosis pathwayconstitutive exocytos

9、is pathway） 所有真核细胞，连续分泌过程，用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、所有真核细胞，连续分泌过程，用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子）。营养或信号分子）。 default pathwaydefault pathway：除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外，除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分泌泡外，其余蛋白的转运途径：粗面内质网其余蛋白的转运途径：粗面内质网高尔基体高尔基体分泌泡分泌泡细胞表面细胞表面 调节型调节型外排途径外排途径（regulated exocytosis pathwayregulated exocytosis pathway

10、） 特化的分泌细胞，储存特化的分泌细胞，储存刺激刺激释放，释放， 产生的分泌物（如激素、粘液产生的分泌物（如激素、粘液 或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选主要由高尔基体或消化酶）具有共同的分选机制，分选信号存在于蛋白本身，分选主要由高尔基体 TGNTGN上的受体类蛋白来决定上的受体类蛋白来决定 膜流膜流：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的：动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的 囊泡与靶膜的囊泡与靶膜的识别与融合识别与融合 细胞通讯与细胞识别细胞通讯与细胞识别细胞通讯细胞通讯（cell communicationcell communicatio

11、n）细胞识别（细胞识别（cell recognitioncell recognition）细胞通讯（细胞通讯（cell communicationcell communication）一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。分裂、分化和凋亡是必须的。细胞通讯方式细胞通讯方式： 分泌化学信号进行通讯分泌化学信号进行通讯 内分泌（内分泌（e

12、ndocrineendocrine） 旁分泌（旁分泌（paracrineparacrine） 自分泌（自分泌（autocrineautocrine） 化学突触（化学突触（chemical synapsechemical synapse） 接触性依赖的通讯接触性依赖的通讯 细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白 间隙连接实现代谢偶联或电偶联间隙连接实现代谢偶联或电偶联细胞识别（细胞识别（cell recognitioncell recognition） 概念概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）细胞通过其表面的受体与胞外信

13、号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 信号通路（信号通路（signaling pathwaysignaling pathway） 细胞识别是通过各种不同的细胞识别是通过各种不同的信号通路信号通路实现的。实现的。 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为胞的应

14、答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路细胞信号通路。细胞的信号分子与受体细胞的信号分子与受体 信号分子（信号分子（signal moleculesignal molecule） 亲脂性信号分子亲脂性信号分子 甾醇类激素（性激素、肾上腺皮质激素、蜕皮激素等）。 亲水性信号分子亲水性信号分子 神经递质、生长因子、细胞因子、局部化学递质和大部分激素。 气体性信号分子气体性信号分子(NO) (NO) 受体受体（receptorreceptor）多为糖蛋白）多为糖蛋白 第二信使第二信使（second messengersecond messenger）和）和分子开关分子开关（molecular mole

15、cular switchesswitches） ） 受体的类型受体的类型 细胞内受体细胞内受体: : 为胞外亲脂性信号分子所激活为胞外亲脂性信号分子所激活 激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族）激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族） 细胞表面受体细胞表面受体: : 为胞外亲水性信号分子所激活为胞外亲水性信号分子所激活 细胞细胞表面受体表面受体分属三大家族：分属三大家族： 离子通道偶联的受体（离子通道偶联的受体（ion-channel-linked receptorion-channel-linked receptor）G-G-蛋白偶联的受体（蛋白偶联的受体（G-protein-linked

16、 receptorG-protein-linked receptor）酶偶连的受体（酶偶连的受体（enzyme-linked receptorenzyme-linked receptor）受体的功能：受体的功能： 介导物质跨膜运输介导物质跨膜运输( (受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用) ) 信号转导：信号转导： 受体的激活（受体的激活（activationactivation） （级联反应）；（级联反应）； 受体失敏（受体失敏（desensitizationdesensitization） 关闭反应关闭反应 ； 减量调节（减量调节（down-regulationdown-regulatio

17、n） 降低反应。降低反应。cyclic AMP第一信使第一信使IP3/DAGCa2+ArachidonicAcidNitricOxidecyclic GMP 第二信使第二信使（secondary messenger）细胞外信号分子作用于细胞膜上的受体后，诱导产生的细胞外信号分子作用于细胞膜上的受体后，诱导产生的细胞内信号分子。细胞内信号分子。通过细胞内受体介导的信号传递通过细胞内受体介导的信号传递 甾类激素介导的甾类激素介导的信号通路信号通路 两步反应两步反应阶段：阶段： 初级反应阶段：直接活化少数特殊基初级反应阶段：直接活化少数特殊基 因转录，发生迅速；因转录，发生迅速； 次级反应：初级反应

18、产物再活化其它基因次级反应：初级反应产物再活化其它基因 产生延迟的放大作用产生延迟的放大作用 通过细胞内受体介导的信号传递通过细胞内受体介导的信号传递一氧化氮介导的信号通路一氧化氮介导的信号通路 NONO作用于邻近细胞。作用于邻近细胞。NONO在血管内皮细胞和神经细胞中生成，由一氧化氮合酶（在血管内皮细胞和神经细胞中生成，由一氧化氮合酶（NOSNOS）催）催化，化，以以L L精氨酸为底物，精氨酸为底物，NADPHNADPH为电子供体，生成为电子供体，生成NONO和和L L瓜氨酸。瓜氨酸。 NONO的作用机理：的作用机理： - -乙酰胆碱乙酰胆碱血管内皮血管内皮CaCa2+2+浓度升高浓度升高一

19、氧化氮合酶一氧化氮合酶NONO平滑肌细胞平滑肌细胞鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶 cGMPcGMP血管平滑肌细胞的血管平滑肌细胞的CaCa2+2+离子浓度下降离子浓度下降平滑肌舒张平滑肌舒张血管扩张、血流通畅。血管扩张、血流通畅。 硝酸甘油治疗心绞痛：硝酸甘油转化为硝酸甘油治疗心绞痛：硝酸甘油转化为NONO，舒张血管，减轻心脏负担和心肌需氧量。，舒张血管，减轻心脏负担和心肌需氧量。 1998年RFurchgott等三位美国科学家因对NO信号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro Ferid Murad 通过细胞表面受体通过细胞

20、表面受体(膜受体膜受体)介导的介导的信号跨膜传递信号跨膜传递 膜受体的结构膜受体的结构膜受体的类型膜受体的类型膜受体的生物学特征膜受体的生物学特征信号跨膜传递信号跨膜传递膜受体的结构膜受体的结构识别部识别部 (discriminator）受体向着细胞外受体向着细胞外部分，多为糖蛋部分，多为糖蛋白的糖链，可识白的糖链，可识别不同的配体，别不同的配体，狭义受体指此部狭义受体指此部位。位。识别部识别部转换部转换部效应部效应部转换部转换部（transducer）：识别部与效应部识别部与效应部之间的偶联部分，之间的偶联部分，将识别部所接受将识别部所接受的信号经过转换的信号经过转换传给效应部。传给效应部。

21、效应部效应部（effector）：受受体向着细胞质的部分，体向着细胞质的部分，一般具有酶的活性，一般具有酶的活性，配体与受体结合前，配体与受体结合前，它是无活性的，只有它是无活性的，只有受体与配体结合后才受体与配体结合后才被激活，引起一系列被激活，引起一系列变化，产生相应的生变化，产生相应的生物效应。物效应。膜受体的生物学特征膜受体的生物学特征1. 特异性 2. 高亲和性 3. 饱和性4. 可逆性5. 特定的细胞定位膜受体的类型膜受体的类型 离子通道偶联的受体离子通道偶联的受体 G-G-蛋白偶联的受体蛋白偶联的受体 酶偶联的受体酶偶联的受体( (催化性受体催化性受体) )Cell surfac

22、e receptors通过细胞表面受体通过细胞表面受体(膜受体膜受体)介导的介导的信号跨膜传递信号跨膜传递 离子通道偶联的离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递受体介导的信号跨膜传递 G-G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递 酶偶联的受体酶偶联的受体( (催化性受体催化性受体) )介导的信号跨介导的信号跨膜传递膜传递离子通道偶联受体介导的信号跨膜传递离子通道偶联受体介导的信号跨膜传递 由多亚基组成的受体由多亚基组成的受体- -离子通道复合体，本身既有信号离子通道复合体，本身既有信号 结合位点，又是离子通道。结合位点，又是离子通道。 特点：特点：受体受体/ /离子通

23、道复合体，四次离子通道复合体，四次/ /六次跨膜蛋白六次跨膜蛋白跨膜信号转导无需中间步骤跨膜信号转导无需中间步骤主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递递有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性v 离子通道受体离子通道受体（ion channel receptor）本身是）本身是离子通道，或者与离子通道，或者与离子通道相偶联，离子通道相偶联，离子通道的开关受离子通道的开关受细胞外配体的调节。细胞外配体的调节。例如：例如：N-乙酰胆碱乙酰胆碱受体。受体。G-G-蛋白偶联受体介导的蛋白偶联受体

24、介导的信号跨膜传递信号跨膜传递 cAMPcAMP信号通路信号通路 磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路 配体配体- -受体复合物与靶细胞（酶或离子通道）的作用受体复合物与靶细胞（酶或离子通道）的作用要通过与要通过与G G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。将胞外信号跨膜传递到胞内，影响细胞的行为。 根据产生第二信使的不同分为：根据产生第二信使的不同分为：v偶联偶联G蛋白受体蛋白受体（G-protein-linked receptor）是指受体和酶或离是指受体和酶或离子通道之间的相互子通道之间的相互作用通过一种结合

25、作用通过一种结合GTP的调节蛋白的调节蛋白（GTP-binding regulatory protein）介导来）介导来完成。例如完成。例如M-乙乙酰胆碱受体、酰胆碱受体、肾肾上腺素受体。上腺素受体。 偶联偶联G G蛋白受体结构蛋白受体结构2022-1-14G蛋白偶联受体蛋白偶联受体多种神经递质神经递质、肽类激素肽类激素和趋化因子趋化因子的受体。味觉味觉、视觉视觉和嗅觉嗅觉感受器。2004年Axel和Buck因发现气味受体和化学感受器系统的组成而获诺贝尔生理与医学奖。 Richard AxelLinda B. BuckG G蛋白的结构蛋白的结构 G G蛋白是三聚体蛋白是三聚体GTPGTP结合调

26、节蛋白。由结合调节蛋白。由三个亚基组成三个亚基组成二聚体通过共价二聚体通过共价结合锚于膜上起稳定结合锚于膜上起稳定作用，作用， 亚基具亚基具有有GTPGTP酶活性酶活性cAMPcAMP信号通路信号通路反应链反应链：激素激素G-G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体G-G-蛋白蛋白腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶cAMPcAMP cAMP cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶AA基因调控蛋白基因调控蛋白基因转录基因转录组分及其分析组分及其分析 G-G-蛋白偶联的受体蛋白偶联的受体 G-G-蛋白活化与调节蛋白活化与调节 效应酶效应酶腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 cAMP信号体系的组成信号体系的组成 cAMP信号体系信号

27、体系5种成分：Rs: 激活型激素受体 Gs:与GDP结合的活化型调节受体 Ri: 抑制型激素受体 Gi: 与GDP结合的抑制型调节受体 AC:腺苷酸环化酶 5种成分：Rs:激活型激素受体 Gs:与GDP结合的活化型调节受体 Ri:抑制型激素受体 Gi: 与GDP结合的抑制型调节受体 AC:腺苷酸环化酶 刺激型刺激型cAMP信号体系信号体系 抑制型抑制型cAMP信号体系信号体系RscyclaseRicyclase抑制腺苷酸环化酶活性抑制腺苷酸环化酶活性L亚基-被异戊酰化（isoprenylated）修饰连在膜上；亚基-被豆蔻酸化（myristoylated）修饰连在膜上。cAMP的形成与降解的形

28、成与降解腺苷酸环化酶磷酸二酯酶cAMP的生物学效应：的生物学效应：特异性活化蛋白激酶特异性活化蛋白激酶A139调节亚基无活性催化亚基cAMP-调节亚基复合物活化的催化亚基无活性蛋白激酶AcAMP信号体系产生生物学效应（例）信号体系产生生物学效应（例）139无活性磷酸化激酶有活性磷酸化激酶无活性糖原磷酸化酶有活性糖原磷酸化酶糖原1-磷酸葡萄糖（cAMP应答元件结合蛋白）磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路 “ “双信使系统双信使系统”反应链反应链：胞外信号分子：胞外信号分子G-G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体G-G-蛋白蛋白 IP IP3 3胞内胞内CaCa2+2+浓度升高浓度升高CaCa2+2+结

29、合蛋白结合蛋白(CaM)(CaM)细胞反应细胞反应 磷脂酶磷脂酶C(PLC) C(PLC) DG DG激活激活PKCPKC蛋白磷酸化或促蛋白磷酸化或促NaNa+ +/H/H+ +交换使胞内交换使胞内pHpH v酶偶联的受体或催化受体酶偶联的受体或催化受体（catalytic receptor）受体的胞质侧部分具有酪氨酸蛋白激酶活性。当配受体的胞质侧部分具有酪氨酸蛋白激酶活性。当配体与受体结合后，可激活其酪氨酸蛋白激酶活性，体与受体结合后，可激活其酪氨酸蛋白激酶活性，使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，触发细胞内一系列使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，触发细胞内一系列生理活动的变化。例如：生理活动的变化。例如

30、：EGF受体。受体。单次跨膜蛋白；单次跨膜蛋白；接受配体后发生二聚接受配体后发生二聚化，启动下游信号转导。化，启动下游信号转导。酶偶联的受体酶偶联的受体酶偶联的受体酶偶联的受体包括包括5 5类：类：受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶 受体丝氨酸受体丝氨酸/ /苏氨酸激酶苏氨酸激酶受体酪氨酸磷酸酯酶受体酪氨酸磷酸酯酶 受体鸟苷酸环化酶（受体鸟苷酸环化酶（ANPs-signalsANPs-signals）酪氨酸蛋白激酶联系的受体酪氨酸蛋白激酶联系的受体 受体酪氨酸激酶及受体酪氨酸激酶及RTK-RasRTK-Ras蛋白信号通蛋白信号通路路 受体酪氨酸激酶（受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine

31、 kinasesreceptor tyrosine kinases，RTKsRTKs） 是细胞表面一大类重要酶联受体家族。包括是细胞表面一大类重要酶联受体家族。包括6 6个亚族个亚族 信号转导信号转导：配体：配体受体受体受体二聚化受体二聚化受体的自磷酸化受体的自磷酸化 激活激活RTKRTK胞内信号蛋白胞内信号蛋白启动信号传导启动信号传导 受体酪氨酸激酶及受体酪氨酸激酶及RTK-RasRTK-Ras蛋白信号通蛋白信号通路路 RTK- RasRTK- Ras信号通路的基本模式信号通路的基本模式： 配体配体RTK adaptor GRFRasRafRTK adaptor GRFRasRaf（MAPK

32、KKMAPKKK） MAPKKMAPKMAPKKMAPK进入细胞核进入细胞核其它激酶或基因调其它激酶或基因调控控 蛋白（转录因子）的磷酸化修钸。蛋白（转录因子）的磷酸化修钸。功能：调节细胞的增值与分化，促进细胞存活，细胞代功能：调节细胞的增值与分化，促进细胞存活，细胞代 谢过程中的调节与校正作用谢过程中的调节与校正作用蛋白激酶磷酸化级联反应的步骤蛋白激酶磷酸化级联反应的步骤 受体酪氨酸激酶及受体酪氨酸激酶及RTK-RasRTK-Ras蛋白信号通蛋白信号通路路RTKRTK结合蛋白（接头蛋白结合蛋白（接头蛋白:GRB-2:GRB-2）-信号分子间的识别结构域信号分子间的识别结构域 SH2SH2结构

33、域：介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白结合结构域：介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白结合- -受体。受体。 SH3SH3结构域：介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白结合结构域：介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白结合 -GRF(-GRF(鸟苷酸释放因子鸟苷酸释放因子) )或或SosSos蛋白（蛋白（RasRas蛋白激活因子）。蛋白激活因子）。Ras具有具有分子开关分子开关作用：作用：失活态失活态活化态：鸟苷酸释放因子（活化态：鸟苷酸释放因子（GRF:SH3） 接头蛋白接头蛋白 SH2 - Ras激活蛋白激活蛋白 活化态活化态失活态失活态: GTP酶活化蛋白（酶活化蛋白（GAP:SH2） - Ras蛋白结合的蛋

34、白结合的GTP水解成水解成 GDPG蛋白蛋白大大G蛋白蛋白小分子量小分子量G蛋白：如蛋白：如Ras蛋白蛋白由细胞表面整联蛋白介导的信号传递由细胞表面整联蛋白介导的信号传递整联蛋白与粘着斑整联蛋白与粘着斑通过粘着斑由整联蛋白介导的信号传递通路：通过粘着斑由整联蛋白介导的信号传递通路：由细胞表面到细胞核的信号通路由细胞表面到细胞核的信号通路由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息与蛋白激酶的网络整合信息 细胞信号传递是多通路、多环节、多层次和高度复杂的可控过程。细胞信号传递是多通路、多环节、多层次和高度

35、复杂的可控过程。 细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征：具有具有收敛收敛（convergenceconvergence）或）或发散发散（divergencedivergence）的特点）的特点细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存细胞以不同的方式产生对信号的适应细胞以不同的方式产生对信号的适应( (失敏与减量调节失敏与减量调节) ) 细胞信号传递构成复杂的网络系统，具有高度的非线性特点，即信号网络系统中细胞信号传递构成复杂的网络系统，具有高度的非线性

36、特点，即信号网络系统中 各通路之间存在各通路之间存在cross talkingcross talking的相互关系的相互关系. . 蛋白激酶的蛋白激酶的网络整合信息网络整合信息与与信号网络系统信号网络系统中的中的cross talkingcross talking 乙醛酸循环体过氧化物酶体109疏水分子小的不带电荷的极性分子甘油乙醇葡萄糖离子较大不带电荷的极性分子简单扩散与协助扩散的比较特点：特点： 比自由扩散比自由扩散转运速率高；转运速率高； 运输速率同运输速率同物质浓度成非物质浓度成非线性关系；线性关系；特异性；饱特异性；饱和性。和性。110 载体蛋白载体蛋白是存在于细胞膜上的多次跨膜的蛋

37、白分子。每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象的改变介导溶质分子的跨膜转运。 载体蛋白的特点：载体蛋白的特点： 有特异性的结合位点； 转运过程具有饱和动力学特征； 可被竞争性抑制和非竞争性抑制。110载体蛋白通过构象改变介导溶质被动运输的假象模型 载体蛋白介导的协助扩散载体蛋白介导的协助扩散 通过载体通过载体蛋白与特蛋白与特定物质相定物质相结合，发结合，发生可逆性生可逆性构象变化，构象变化，顺浓度梯顺浓度梯度进行物度进行物质运输。质运输。（1）通道蛋白：通道蛋白所介导的被动运输不需通道蛋白：通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合，它横跨膜形成亲水通道，允许要与溶质分子结合，它

38、横跨膜形成亲水通道，允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过。适宜大小的分子和带电荷的离子通过。111电压门控型配体门控型（胞外配体）配体门控型（胞内配体）压力激活型胞质侧载体蛋白 船通道蛋白 桥112偶联转运蛋白ATP驱动泵光驱动泵电化学梯度寡糖ATPADP激发酶活性激发酶活性构象改变构象改变构构象象改改变变去磷酸化去磷酸化构象改变构象改变质子泵质子泵 1、P型型：利用利用ATP自磷酸化发生构象的改变来转移质子自磷酸化发生构象的改变来转移质子如如植物细胞膜植物细胞膜上的上的H+泵、泵、动物胃表皮细胞动物胃表皮细胞的的H+-K+泵泵（分分泌胃酸）。泌胃酸）。 2、V型型：存在于各类小泡膜上，水解：

39、存在于各类小泡膜上，水解ATP产生能量，但产生能量，但不发生自磷酸化，位于不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、内体、植物液泡膜溶酶体膜、内体、植物液泡膜上。上。 3、F型型：利用质子动力势合成：利用质子动力势合成ATP，即，即ATP合酶，位于合酶，位于细细菌质膜、线粒体内膜、类囊体膜菌质膜、线粒体内膜、类囊体膜上。上。P 型型V 型型F 型型载体蛋白的单运输、共运输和对向运输载体蛋白的单运输、共运输和对向运输共运输共运输肠上皮细胞的转运蛋白不对称分布造成葡肠上皮细胞的转运蛋白不对称分布造成葡萄糖从肠腔到血液的跨细胞膜转运萄糖从肠腔到血液的跨细胞膜转运在动物、植物细胞由载体蛋白介导的协同运输异同点的比

40、较Na+驱动的共运输H+驱动的共运输转运分子转运分子受体受体胞外区胞外区胞质胞质巨噬细胞吞噬衰老的红细胞巨噬细胞吞噬衰老的红细胞2022-1-14有被小泡有被小泡光滑小泡光滑小泡晚期内吞体晚期内吞体运输小泡运输小泡溶酶体溶酶体水解酶水解酶早期内吞体早期内吞体游离胆固醇游离胆固醇胆胆固固醇醇的的过过程程图图解解LDLLDL受体受体酸性环境：酸性环境：LDL与与LDL受体分离受体分离LDLLDL颗粒中的蛋白质分子可为颗粒中的蛋白质分子可为LDL颗粒与颗粒与LDL受体的结合提供结合位点：受体的结合提供结合位点：受体介导胆固醇的胞吞作用受体介导胆固醇的胞吞作用低密度脂蛋白的形成低密度脂蛋白的形成受体介

41、导的胞吞作用受体介导的胞吞作用低密度脂蛋白低密度脂蛋白（LDL）转运胆固转运胆固醇；醇；LDL与细胞表面的与细胞表面的LDL受体结合；受体结合；细胞膜内陷形成细胞膜内陷形成有被小窝，进而有被小窝，进而形成有被小泡；形成有被小泡；有被小泡脱被形有被小泡脱被形成胞内体；成胞内体；受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用胞内体融合，胞胞内体融合，胞内体的低内体的低pH使使LDL与与LDL受体分离；受体分离；LDL受体返回细受体返回细胞表面再利用；胞表面再利用；胞内体与溶酶体胞内体与溶酶体融合，融合，LDL被分被分解，胆固醇释放。解，胆固醇释放。网格蛋白与三脚蛋白复合体网格蛋白与三脚蛋白复合体三脚蛋白复合

42、体构成篮网结构三脚蛋白复合体构成篮网结构122组成型分泌调节型分泌激素或神经递质受调节膜融合非调节性膜融合高尔基体组成型分泌新合成的可溶性蛋白储存分泌蛋白的分泌泡Rab是小分子是小分子GTP结合蛋白结合蛋白Ras超家族中最大的亚家族超家族中最大的亚家族,在囊泡运输的不同阶段发在囊泡运输的不同阶段发挥着调节作用。在与挥着调节作用。在与GTP结合后结合后,Rab可募集特异的效应蛋白到膜上。近来发现可募集特异的效应蛋白到膜上。近来发现,许许多多Rab可募集与微管和肌动蛋白相关的马达分子到靶膜可募集与微管和肌动蛋白相关的马达分子到靶膜,从而调节相应囊泡的转运。从而调节相应囊泡的转运。Rab所具有的分子

43、开关特性所具有的分子开关特性,使其可在空间和时间上对囊泡转运进行调控。使其可在空间和时间上对囊泡转运进行调控。Rab27A是是Ras超家族中唯一一个明确涉及到人类遗传性疾病的成员超家族中唯一一个明确涉及到人类遗传性疾病的成员. Rab27A对人乳腺癌细胞生物学特性产生影响对人乳腺癌细胞生物学特性产生影响渗透性通过磷酸化传递信号通过结合蛋白传递信号激酶磷酸酶分子开关蛋白：分子开关蛋白：在细胞内一系列信号传递的级联反应中，作为分子开关在细胞内一系列信号传递的级联反应中，作为分子开关的蛋白质，含有精确控制正、负两种相辅相成反馈机制。的蛋白质，含有精确控制正、负两种相辅相成反馈机制。细胞内信号传导过程中两类分子开关蛋白（A）细胞内