第四讲细胞的跨膜信号传递

第四讲细胞的跨膜信号传递功能

(SignalTransduction)细胞外信号分子：神经递质（neurotransmitter）

激素（hormone）

细胞因子（cytokine）等。其中：脂溶性分子：进入细胞作用于胞内受体水溶性分子：作用于细胞膜受体一、离子通道介导的跨膜信号传导(SignalTransductionmediatedbyionchannel)

（一）化学门控通道：2（与Ach结合）（二）电压门控通道：神经、肌细胞。（三）机械门控通道：如内耳毛细胞。（一）

Chemically-gatedionchannel5个亚单位:2、、、梅花状排列；每个亚单位有4个跨膜螺旋(M1-4)；5个M2构成孔道(Ø=0.65nm)的内壁；每个M2螺旋的两端（孔道内外口）有带负电的谷氨酸和门冬氨酸；每个的N端都有一个与Ach结合位点。N2-Achreceptorcationchannel):化学性胞外信号(ACh)ACh+

受体=复合体通道变构=离子通道开放Na+内流终板膜电位骨骼肌收缩Chemically-gatedionchannel（二）

Voltage-gatedionchannela.4个氨基酸排列顺序相似的结构领域。b.每个结构域：6个跨膜螺旋（S1-S5）。其中S5与S6之间的胞外环内向折叠构成孔道内壁，并决定离子选择性。c.谷aa取代1422位的赖aa和1714位的丙aa，则通道选择性由Na+改变为Ca2+。d.S4中含有带正电荷的精aa和赖aa，此段对膜电位变化敏感—voltagesensor二、受体介导的跨膜信号传递(SignalTransductionmediatedbyreceptor)(一)离子通道藕联受体介导的信号传递(二)G蛋白耦联受体介导的信号传递(三)酶藕联受体介导的信号传递(二)、G蛋白耦联受体介导的信号传导(SignalTransductionMediatedbyGProtein-linkedReceptor)组成：

1、G蛋白耦联受体

2、G蛋白

3、效应蛋白（酶或通道）G蛋白耦联受体介导的信号传导的主要过程G蛋白耦联受体a.最大的细胞表面受体家族（superfamily）：300种以上以被克隆；如肾上腺素能受体、胆碱能受体、5-HT受体及多数肽类激素的受体。b.7次跨膜受体（7-spanningreceptor）；c.识别配体、与配体结合部位不同：小分子配体的结合部位在跨膜螺旋；大分子配体的结合部位在受体分子N-端。d.结合并激活G-蛋白的部位：在受体分子胞浆侧：胞内III环或I、II和7-处。

人肾上腺素能2受体二级结构模式图G蛋白:

（Gprotein或（GTP-bindingprotein）

20种以上。、、三个亚单位构成。

G蛋白未激活时，GDP与结合

GTP与结合有活性。

G蛋白可分为Gs(stimulatoryGprotein)

和Gi(inhibitoryGprotein)G蛋白激活过程示意图G-蛋白效应器（G-proteineffector）

1.离子通道：直接或间接调控离子通道的活动。

2.酶：催化生成第二信使。包括腺苷酸环化酶（adenylatecyclase,AC）磷脂酶C（phospholipase,PLC）依赖于cGMP的磷酸二酯酶（phosphodiesterase,PDE）磷脂酶A2(phospholipaseA2)第二信使（secondmessenger）：实验：肾上腺素与肝组织切片孵育，可增加糖原磷酸化酶活性，导致肝糖原分解；但加入磷酸化酶或磷酸化酶激酶中，不能增加酶活性。说明：epinephrine是先作用于细胞膜，在胞浆中生成一种小分子物质（cAMP），然后才激活上述酶的。cAMP:IP3:inositoltriphosphateDG:diacylglycerolcGMP:cyclicguanosinemonophosphateCa2+:蛋白激酶（proteinkinase）：可被第二信使激活。根据底物不同，分为：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶：多酪氨酸蛋白激酶：少，下一个信号传导途径中根据激活它们的第二信使不同，分为：依赖于cAMP的蛋白激酶（cAMP-dependentproteinkinase,orproteinkinaseA,PKA)

依赖于Ca2+的蛋白激酶（orproteinkinaseC,PKC）几种主要的信号传导方式：cAMP-PKA途径：Gs，GiIP3-Ca途径：Gq-PLC-PIP2-IP3-IP3受体-Ca2+释放DG-PKC途径：DG激活PKC，后者使底物蛋白磷酸化G蛋白-离子通道途径：KAch通道

KCa2+通道（三）酶耦联受体介导的信号传导(SignalTransductionMediatedbyEmzyme-linkedReceptor)酶耦联受体：具体酪氨酸激酶受体（tyrosinekinasereceptor或受体酪氨酸激酶receptortyrosinekinase）：受体与酶为同一分子。如大部分生长因子和部分肽类激素的受体。结合酪氨酸激酶受体（receptor-associatedtyrosinekinase）:

受体激活后，与酪氨酸结合并使之激活。如RBC生成素受体、生长素受体、及细胞因子和干扰素受体等。具有鸟苷酸环化酶的受体（receptor-guanylylcyclase）具体酪氨酸激酶受体（tyrosinekinasereceptor(一种G蛋白)MAPK：丝裂原激活的蛋白激酶GRB2：生长因子受体结合蛋白2结合酪氨酸激酶受体（receptor-associatedtyrosinekinase）GH与其受体结合后，受体分子二聚化。二聚化的受体与酪氨酸激酶JAK结合并使之激活。受体与JAK自身磷酸化。磷酸化的JAK与STAT（另一种酪氨酸激酶）结合并使之磷酸化。磷酸化的STAT以二聚体形式与JAK分离并进入细胞核。激活基因转录。具有鸟苷环化酶的受体：也称为受体鸟苷酸环化酶（receptor-guanylylcyclase）一个跨膜螺旋膜外侧的N端有配体结合位点C端有鸟苷酸环化酶（guanylylcyclase,GC）膜内侧有结构域配体与受体结合后，激活GC（不需要G蛋白参与）GC使GTP环化生成cGMPcGMP结合并激活cGMP依赖性蛋白激酶G（PKG）PKG使底物磷酸化。受体鸟苷酸环化酶的配体：心房钠