细胞的跨膜信号转导

1、细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导信号转导（信号转导（signal transduction） (exosomes )12cAMP-Dependent Protein Kinasel膜受体介导：膜受体介导：l胞内受体介导胞内受体介导1.离子通道受体介导的信号转导离子通道受体介导的信号转导通过产生跨膜电变化传递信号通过产生跨膜电变化传递信号路径路径简单简单、速度、速度快快作用较局限作用较局限2. G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导G蛋白12345672. G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导 GTP酶酶“分子开关分子开关”失活型失活型G蛋白蛋白激活型激活型

2、G蛋白蛋白蛋白循环蛋白循环G 种类种类 效应分子效应分子细胞内信使细胞内信使靶分子靶分子asAC活化活化cAMPPKA活性活性aiAC活化活化cAMPPKA活性活性aqPLC活化活化Ca2+、IP3、DAGPKC活化活化atcGMP-PDE活性活性cGMPNa+通道关闭通道关闭 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（adenylate cyclase, AC），作用），作用是催化细胞内的是催化细胞内的ATP生成第二信使生成第二信使cAMP; 磷脂酶磷脂酶C（phospholipas C, PLC），可催化细），可催化细胞膜上的磷脂酰肌醇生成第二信使胞膜上的磷脂酰肌醇生成第二信使DG和和IP3； 磷酸二酯酶

3、（磷酸二酯酶（phosphodiesterase, PDE），可以），可以水解胞内的第二信使水解胞内的第二信使cGMP； 磷脂酶磷脂酶A2（phospholipase A2）n cAMP(环磷腺苷环磷腺苷)n DG（二脂酰甘油）和（二脂酰甘油）和IP3（三磷酸肌醇）（三磷酸肌醇）n cGMP（环磷鸟苷）（环磷鸟苷）n Ca2+ATPcAMPPPi催化结构域催化结构域123456789 10 11 12G蛋白耦蛋白耦联受体联受体总结：总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程蛋白偶联受体介导的信号转导过程效应器酶效应器酶G蛋白蛋白第一信使第一信使第二信使第二信使蛋白激酶蛋白激酶或通道或通道GDPGT

4、PGTPG蛋白蛋白细胞细胞功能功能改变改变GDP受体受体-G蛋白蛋白-AC（腺苷酸环化酶）途径（腺苷酸环化酶）途径受体受体-G蛋白蛋白-PLC（磷脂酶（磷脂酶C）途径）途径cAMP途径途径（在不同的细胞中，（在不同的细胞中，PKA磷酸化的底物不同，因而其功能也不同）磷酸化的底物不同，因而其功能也不同）例如：例如：运动时，心率运动时，心率 ，心肌收缩力，心肌收缩力运动运动交感神经兴奋交感神经兴奋释放去甲肾上腺素释放去甲肾上腺素心肌细胞膜上心肌细胞膜上1肾上腺素能受体肾上腺素能受体Gs蛋白蛋白ACcAMPPKA功能蛋白磷酸化功能蛋白磷酸化心率心率，心肌收缩力，心肌收缩力 1953年，Hokin等发

5、现外界刺激可加速膜脂代谢，如乙酰胆碱在促进胰腺分泌淀粉酶的同时也加快膜脂的周转。32P标记研究表明，外界刺激引起膜中磷脂酰肌醇（PI）变化。 1975年，Michell等用3H标记肌醇磷酸与细胞温育，加入激动剂，测定被标记的PI及其代谢产物，发现PI减少了而其代谢物增加，从而证明刺激促进质膜中PI水解。其后几年陆续发现PI水解产物肌醇三磷酸（IP3）可刺激内质网释放Ca2+；蛋白激酶C（PKC）受Ca2+和PI水解另一产物二酰基甘油（DG）的激活。后来又发现许多膜脂代谢产物，如磷脂酰肌醇磷酸、溶血磷脂酸、神经酰胺等都是重要的胞内信使。磷脂酶磷脂酶C催化催化PIP2水解生成水解生成DAG和和IP

6、3 DG-PKC途径IP3-Ca2+途径l一种跨膜蛋白，但每个受体分子只有一种跨膜蛋白，但每个受体分子只有1次次穿膜穿膜,也称为也称为单次跨膜受体单次跨膜受体。3.酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导生长因子、胰岛素生长因子、胰岛素与受体酪氨酸激酶结合与受体酪氨酸激酶结合细胞内生物效应细胞内生物效应膜外膜外N端：识别、结合第一信使端：识别、结合第一信使膜内膜内C端：具有酪氨酸激酶活性端：具有酪氨酸激酶活性 配体配体鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶(GC)GTPcGMP细胞内生物效应细胞内生物效应依赖依赖cGMP的蛋白激酶的蛋白激酶G鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体硝酸甘油治疗心绞痛：硝酸甘

7、油治疗心绞痛： 硝酸甘油硝酸甘油NO结合结合可溶性可溶性鸟鸟苷酸环化酶苷酸环化酶（GC）三磷酸鸟苷三磷酸鸟苷（GTP）转变成）转变成cGMP激活激活PKG舒张血管，增加血流量舒张血管，增加血流量.4.细胞内受体介导的信号转导细胞内受体介导的信号转导 胞内转录因子型受体结构示意图胞内转录因子型受体结构示意图核转位及核转位及DNA结合域结合域激素结合域激素结合域NH2COOH事实上，细胞中的信号转导途事实上，细胞中的信号转导途径比我们想象的复杂得多径比我们想象的复杂得多特性特性离子通离子通道受体道受体G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体单次跨膜受体单次跨膜受体内源性内源性配体配体神经递质神经递质神经递质、激素、趋化因子、神经递质、激素、趋化因子、外源刺激（味，光）外源刺激（味，光）生长因子生长因子细胞因子细胞因子结构结构寡聚体形寡聚体形成的孔道成的孔道单体单体具有或不具有催化活具有或不具有催化活性的单体性的单体跨膜区跨膜区段数目段数目4个个7个个1个个功能功能离子通道离子通道激活激活G蛋白蛋白激活蛋白酪氨酸激酶激活蛋白酪氨酸激