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1、14.4 膜表面受体及跨膜信号转导G蛋白偶联型受体G蛋白第二信使G蛋白偶联受体介导的信号传导系统G蛋白偶联受体的信号转导途径由四部分组成：a 细胞膜受体b G蛋白c 第二信使d 效应物 激素配体与 G蛋白偶联受体结合后导致受体构象改变，其上与 Gs结合位点暴露，受体与 Gs在膜上扩散导致两者结合，形成受体-Gs 复合体后，Gs 亚基构象改变，排斥 GDP，结合了 GTP而活化， 亚基从而与 亚基解离，同时暴露出与环化酶结合位点； 亚基与环化酶结合而使后者活化，利用 ATP生成cAMP。cAMP 产生后，与依赖 cAMP的蛋白激酶（PKA）的调节亚基结合，并使PKA的调节亚基和催化亚基分离，活化
2、催化亚基，催化亚基将代谢途径中的一些靶蛋白中的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，将其激活或钝化。这些被磷酸化共价修饰的靶蛋白往往是一些关键调节酶或重要功能蛋白，因而可以介导胞外信号，调节细胞反应。信号传导的终止是依赖于 cAMP信号的减少完成的。在 G蛋白活化一段时间后， 亚基上的 GTP酶活性使结合的 GTP水解为 GDP,亚基恢复最初构象，从而与环化酶分离，环化酶活化终止， 亚基从新与 亚基复合体结合。这样减少了 cAMP的产生，同时 cAMP的磷酸二酯酶（PDE）的催化下降解生成 5-AMP。当 cAMP信号终止后，靶蛋白的活性则在蛋白质脱磷酸化作用下恢复原状。激酶科技名词定义中文名称：激酶 英
3、文名称：kinase 定义：(1)全称“磷酸激酶(phosphokinase)” 。催化 ATP 上的 5-磷酸基团转移到其他化合物上的酶。也偶尔催化其他三磷酸核苷上磷酸基团转移。(2)催化酶原转变为有活性的酶。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科） ；酶（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 kinase 在 生 物 化 学 里 ， 激 酶 是 一 类 从 高 能 供 体 分 子 （ 如 ATP） 转 移 磷 酸 基 团 到 特 定 靶 分子 （ 底 物 ） 的 酶 ； 这 一 过 程 谓 之 磷 酸 化 。 一 般 而 言 ， 磷 酸 化 的 目 的 是 “激 活
4、”或 “能 化 ”底 物 分 子 ， 增 大 它 的 能 量 ， 以 使 其 可参 加 随 后 的 自 由 能 负 变 化 的 反 应 。 所 有 的 激 酶 都 需 要 存 在 一 个 二 价 金 属 离 子 （ 如Mg2+或 Mn2+） ， 该 离 子 起 稳 定 供 体 分 子 高 能 键 的 作 用 ， 且 为 磷 酸 化 的 发 生 提 供 可 能 性 。最 大 的 激 酶 族 群 是 蛋 白 激 酶 。 蛋 白 激 酶 作 用 于 特 定 的 蛋 白 质 ， 并 改 变 其 活 性 。 这 些激 酶 在 细 胞 的 信 号 传 导 及 其 复 杂 的 生 命 活 动 中 起 到 了
5、 广 泛 的 作 用 。 其 他 不 同 的 激 酶 作 用于 小 分 子 物 质 （ 脂 质 、 糖 、 氨 基 酸 、 核 苷 等 等 ） ， 或 者 为 了 发 出 信 号 ， 或 者 使 它 们 为代 谢 中 各 种 生 化 反 应 作 好 准 备 “激 酶 ”的 本 意 指 的 是 使 底 物 分 子 “激 动 ”的 酶 ， 所 以 一 般指 从 一 个 三 磷 酸 核 苷 转 移 磷 酸 基 至 受 体 分 子 的 酶 ， 受 体 分 子 通 过 这 个 磷 酸 基 的 转 移 获 得能 量 而 被 激 活 （ 变 得 更 不 稳 定 ） ， 所 以 很 多 的 激 酶 需 要 从
6、 NTP 转 移 磷 酸 基 ， 但 正 如jensen 所 举 的 例 子 ， 激 酶 有 时 也 可 以 由 AMP 及 焦 磷 酸 转 移 磷 酸 基 ， 虽 然 一 般 来 说 ，AMP 和 焦 磷 酸 不 能 称 之 为 高 能 化 合 物 ， 但 是 “高 能 ”与 “低 能 ”是 相 对 的 ， 没 有 绝 对 的标 准 ， 与 磷 酸 化 酶 使 用 无 机 磷 酸 作 为 磷 酸 基 供 体 相 比 ， AMP 与 焦 磷 酸 显 然 也 是 “高 能 ”的 。 细胞信号转导细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学
7、功能的过程。水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反应。目录基本介绍 转导受体 受体与配体作用 传递途径 细胞凋亡 研究进展基本介绍 转导受体 受体与配体作用 传递途径 细胞凋亡 研究进展展开编 辑 本 段 基 本 介 绍细 胞 信 号 转 导 是 指 细 胞 外 因 子 通 过 与 受 体 (膜 受 体 或 核 受 体 )结 合 ， 引 发 细 胞 内 的一 系 列 生 物 化 学 反 应 以 及 蛋 白 间 相 互 作
8、 用 ， 直 至 细 胞 生 理 反 应 所 需 基 因 开 始 表 达 、 各种 生 物 学 效 应 形 成 的 过 程 。 现 已 知 道 ， 细 胞 内 存 在 着 多 种 信 号 转 导 方 式 和 途 径 ， 各种 方 式 和 途 径 间 又 有 多 个 层 次 的 交 叉 调 控 ， 是 细 胞 信 号 转 导一 个 十 分 复 杂 的 网 络 系 统 。 高 等 生 物 所 处 的 环 境 无 时 无 刻 不 在 变 化 ， 机 体 功 能 上 的 协 调 统 一 要 求 有 一 个 完 善的 细 胞 间 相 互 识 别 、 相 互 反 应 和 相 互 作 用 的 机 制 ， 这
9、 一 机 制 可 以 称 作 细 胞 通 讯(CellCommunication)。 在 这 一 系 统 中 ， 细 胞 或 者 识 别 与 之 相 接 触 的 细 胞 ， 或 者 识 别 周围 环 境 中 存 在 的 各 种 信 号 (来 自 于 周 围 或 远 距 离 的 细 胞 )， 并 将 其 转 变 为 细 胞 内 各 种 分子 功 能 上 的 变 化 ， 从 而 改 变 细 胞 内 的 某 些 代 谢 过 程 ， 影 响 细 胞 的 生 长 速 度 ， 甚 至 诱导 细 胞 的 死 亡 。 这 种 针 对 外 源 性 信 号 所 发 生 的 各 种 分 子 活 性 的 变 化 ，
10、以 及 将 这 种 变 化 依 次 传 递 至 效应 分 子 ， 以 改 变 细 胞 功 能 的 过 程 称 为 信 号 转 导 (SignalTransduction)， 其 最 终 目 的 是 使机 体 在 整 体 上 对 外 界 环 境 的 变 化 发 生 最 为 适 宜 的 反 应 。 在 物 质 代 谢 调 节 中 往 往 涉 及 到神 经 内 分 泌 系 统 对 代 谢 途 径 在 整 体 水 平 上 的 调 节 ， 其 实 质 就 是 机 体 内 一 部 分 细 胞 发 出信 号 ， 另 一 部 分 细 胞 接 收 信 号 并 将 其 转 变 为 细 胞 功 能 上 的 变 化
11、的 过 程 。 所 以 ， 阐 明 细 胞信 号 转 导 的 机 理 就 意 味 着 认 清 细 胞 在 整 个 生 命 过 程 中 的 增 殖 、 分 化 、 代 谢 及 死 亡 等 诸 方面 的 表 现 和 调 控 方 式 ， 进 而 理 解 机 体 生 长 、 发 育 和 代 谢 的 调 控 机 理 。 编 辑 本 段 转 导 受 体膜 受 体1 环 状 受 体 (离 子 通 道 型 受 体 ) 多 为 神 经 递 质 受 体 ,受 体 分 子 构 成 离 子 通 道 。 受 体 与 信 号 分 子 结 合 后 变 构 细 胞 信 号 转 导， 导 致 通 道 开 放 或 关 闭 。 引
12、 起 迅 速 短 暂 的 效 应 。 2 蛇 型 受 体 7 个 跨 膜 -螺 旋 受 体 ， 有 100 多 种 ， 都 是 单 条 多 肽 链 糖 蛋 白 ， 如 G 蛋 白 偶 联 型受 体 。 3 单 跨 膜 -螺 旋 受 体 包 括 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 型 受 体 和 非 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 型 受 体 。 （ 1） 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 型 受 体 这 类 受 体 包 括 生 长 因 子 受 体 、 胰 岛 素 受 体 等 。 与 相应 配 体 结 合 后 ， 受 体 二 聚 化 或 多 聚 化 ， 表 现 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 活 性 ， 催 化 受
13、体 自 身 和 底 物Tyr 磷 酸 化 ， 有 催 化 型 受 体 之 称 。 （ 2） 非 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 型 受 体 ， 如 生 长 激 素 受 体 、 干 扰 素 受 体 等 ， 。 当 受 体 与配 体 结 合 后 ， 可 偶 联 并 激 活 下 游 不 同 的 非 受 体 型 TPK， 传 递 调 节 信 号 。 胞 内 受 体位 于 胞 液 或 胞 核 ， 结 合 信 号 分 子 后 ， 受 体 表 现 为 反 式 作 用 因 子 ， 可 结 合 DNA 顺式 作 用 元 件 ， 活 化 基 因 转 录 及 表 达 。 包 括 类 固 醇 激 素 受 体 、 甲 状
14、腺 激 素 受 体 等 。 胞内 受 体 都 是 单 链 蛋 白 ， 有 4 个 结 构 区 ： 高 度 可 变 区 DNA 结 合 区 激 素 结 合 区 绞 链 区 。 编 辑 本 段 受 体 与 配 体 作 用 特 点 是 ： 高 度 亲 和 力 ， 高 度 特 异 性 ， 可 饱 和 性 1 受 体 ： 位 于 细 胞 膜 上 或 细 胞 内 ， 能 特 异 性 识 别 生 物 活 性 分 子 并 细 胞 信 号 转 导与 之 结 合 ， 进 而 引 起 生 物 学 效 应 的 特 殊 蛋 白 质 ， 膜 受 体 多 为 镶 嵌 糖 蛋 白 ： 胞 内 受 体 全部 为 DNA 结 合
15、 蛋 白 。 受 体 在 细 胞 信 息 传 递 过 程 中 起 极 为 重 要 的 作 用 。 2 G 蛋 白 ： 即 鸟 苷 酸 结 合 蛋 白 ， 是 一 类 位 于 细 胞 膜 胞 浆 面 、 能 与 GDP 或 GTP结 合 的 外 周 蛋 白 ， 由 、 、 三 个 亚 基 组 成 。 以 三 聚 体 存 在 并 与 GDP 结 合 者 为 非 活化 型 。 当 亚 基 与 GTP 结 合 并 导 致 二 聚 体 脱 落 时 则 变 成 活 化 型 ， 可 作 用 于 膜 受 体的 不 同 激 素 ,通 过 不 同 的 G 蛋 白 介 导 影 响 质 膜 上 某 些 离 子 通 道
16、 或 酶 的 活 性 ， 继 而 影 响 细胞 内 第 二 信 使 浓 度 和 后 续 的 生 物 学 效 应 。 编 辑 本 段 传 递 途 径1 G 蛋 白 介 导 的 信 号 转 导 途 径 G 蛋 白 可 与 鸟 嘌 呤 核 苷 酸 可 逆 性 结 合 。 由 x 和 亚 基 组 成 的 异 三 聚 体 在 膜 受 体 与 效 应 器 之 间 起 中 介 作 用 。 小 G 蛋 白 只 具 有 G 蛋 白 亚基 的 功 能 ， 参 与 细 胞 内 信 号 转 导 。 信 息 分 子 与 受 体 结 合 后 ， 激 活 不 同 G 蛋 白 ， 有 以下 几 种 途 径 ： （ 1） 腺 苷 酸 环 化 酶 途 径 通 过 激 活 G 蛋 白 不 细 胞 信 号 转 导同 亚 型 ， 增 加 或 抑 制 腺 苷 酸 环 化 酶 （ AC） 活 性 ， 调 节 细 胞 内 cAMP 浓
