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1、第二节细胞的跨膜信号转导signaltransmembranetranductionofcell细胞的跨膜信号转一、细胞跨膜信号转导的概念 信号: 含有信息内容的一种物质或刺激 人体内的信号: 存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质, 或机械的、电的、电磁波等刺激细胞的跨膜信号转信号的类型v 化学信号 激素, 递质, 细胞因子v 机械信号 声音v 电磁信号 光v 电信号 电流细胞的跨膜信号转跨膜信号转导(transmembranetranduction)外界信号 细胞膜表面 一种或几种膜蛋白分子构象改变 胞内信号分子变化 引起相应的效应 细胞的跨膜信号转二、细胞跨膜信号转导的方式 通过具有特异
2、感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导 由膜的特异受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统 由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转信号 胞膜上的通道蛋白 离子通道打开或关闭 离子跨膜流动 膜电位变化（去极化、超极化） 细胞功能改变 （一）通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转1.化学信号化学门控离子通道 神经突触神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸化学物质控制：递质、激素等主要分布：肌细胞的终板膜、神经细胞的突触后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。作用：产生局部电位细胞的跨膜信号转例：终板膜化学门控通道运动神经末梢Ach
3、Ach门控通道蛋白（a亚单位）通道开放大量Na+流入胞内胞膜去极化产生终板电位完成化学信号向生物电信号的转换 细胞的跨膜信号转(1) 特点：v 化学门控通道具有受体功能，可称为通道型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流动，也称为促离子型受体(2) 分布：神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递细胞的跨膜信号转2.电信号电压门控离子通道 刺激刺激 细胞膜电位的变化细胞膜电位的变化 电电 压门控离子通道开放或关闭压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流离子内流或外流 新信号形成新信号形成 细胞的跨膜信号转2.电压门控通道主要分布：神经轴突、骨骼肌、心肌细胞的一般细胞膜上。作用：产生动作电位跨膜电位控
4、制例：钠通道细胞的跨膜信号转(1) Na+通道电信号 膜内负电荷消失 Na+通道突然开放 胞外Na+涌入胞内 膜电位变化 细胞的跨膜信号转(2) K+通道膜内形成正电荷 K+通道开放胞内K+流出胞外 膜电位变化细胞的跨膜信号转细胞的跨膜信号转3.机械门控通道机械刺激通过某种机制使机械感受器细胞膜上的通道开放，产生感受器电位。例：听觉毛细胞、肌梭等各种门控通道完成的跨膜信号转导特点：（1）速度相对较快（2）对外界作用出现反应的位点较局限。细胞的跨膜信号转3机械信号-机械门控通道机械信号（声）耳蜗毛细胞纤毛弯曲毛细胞上机械门控离子通道开放离子跨膜流动耳蜗微音器电位细胞的跨膜信号转（二）由膜的特异受
5、体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统（G蛋白耦联受体介导的信号转导）细胞的跨膜信号转G蛋白耦联的膜受体有500个以上，包括-和-肾上腺素受体，乙酰胆碱M受体，5-羟色胺受体，腺苷受体，嗅受体,视紫红质受体和肽类受体等。 细胞的跨膜信号转（1）G蛋白（A）G蛋白的组成：1亚单位，1单位和1亚单位。紧密结合在一起。失活的G蛋白以GDP-异三聚体形式存在。G蛋白激活：激动剂与受体结合，使G蛋白的与分离，GDP-变为GTP-。G蛋白失活：G蛋白有内在的GTP酶活性，水解GTP,使GTP-变成GDP-。细胞的跨膜信号转（B）G蛋白介导的信号途径（a）c-AMP-蛋白激酶A途径（b）c-
6、GMP-蛋白激酶G途径（c）磷酸肌醇途径（d）细胞内钙信号途径（e）MAPK途径细胞的跨膜信号转3第二信使定义 外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和效应器酶系统使胞浆内一种含有第一信使信息内容的一种化学物质增多或减少种类 环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油(DG)1第一信使：激素、递质等2效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等细胞的跨膜信号转第二信使学说G蛋白-GDP第一信使+RG蛋白-GTP效应器酶蛋白激酶第二信使及其他第二信使前体细胞功能改变细胞的跨膜信号转二、G蛋白偶联受体介导的信号转导 (一) cAMP信号通路 神经递质、激素等（第一信使）结合G蛋白偶联
7、受体( 膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：激活G蛋白)激活G蛋白(与、亚单位分离) 兴奋性G蛋白(GS) 激活腺苷酸环化酶(AC) ATP-cAMP（第二信使）激活cAMP依赖的蛋白激酶A细胞内生物效应细胞的跨膜信号转(二) 磷脂酰肌醇信号通路激素（第一信使）结合G蛋白偶联受体激活G蛋白(与、亚单位分离)膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：激活G蛋白兴奋性G蛋白(GS)激活磷脂酶C(PLC)二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2 )(第二信使） IP3 和 DG内质网 释放Ca2+激 活 蛋白激酶C细胞内生物效应细胞的跨膜信号转三、酶耦联受体介导的信号转导细胞的跨膜信号转酪氨酸激酶受体 特点： 酶与受体是同一膜蛋白 这类受体一般只有一个-螺旋，膜外 侧肽链有与配体结合位点， 膜内侧肽链有 蛋白激酶的活性。受体本身没有酶的活性，当它与配体结合后，就可与酪氨酸激酶结合，并激活酪氨酸激酶细胞的跨膜信号转 肽类激素（如胰岛素）、细胞因子（如NGF）细胞膜上酪氨酸激酶受体膜内侧肽段的蛋白激酶被激活酪氨酸残基磷酸化细胞功能改变 细胞的跨膜信号转鸟苷酸环化酶的受体 特点： 只有一个跨膜-螺旋，膜外侧肽链（N端）有与配体结合位点，而膜内侧肽链（C端）有鸟苷酸环化酶（guanylyl cyclase,GC）， 细胞的跨膜信号转受体 GC信号转导过程： GTPcGMPPKG配体ANP细胞的跨膜信号转
