第一节细胞膜受体膜受体的结构和分类膜受体的结构和分类膜受体的特性膜受体的特性膜受体的数量与分布膜受体的数量与分布第一页，共五十页 受体（受体（receptorreceptor）作为一种具有特定功能的）作为一种具有特定功能的蛋白质蛋白质，存，存在于胞膜上或胞质和胞核内，能接受外界信号并将其在于胞膜上或胞质和胞核内，能接受外界信号并将其转化为胞内一系列生物化学反应，从而对细胞的结构转化为胞内一系列生物化学反应，从而对细胞的结构或功能产生影响或功能产生影响概述第二页，共五十页 受体所接受的外界信号（配体）包括神经递质、激素、生长因受体所接受的外界信号（配体）包括神经递质、激素、生长因子、光子、某些化学物质（如可诱导嗅觉和味觉的化学物质）等子、光子、某些化学物质（如可诱导嗅觉和味觉的化学物质）等 不同配体与不同受体结合产生不同的生物学效应不同配体与不同受体结合产生不同的生物学效应不同组织不同组织部位，同一类型受体与配体结合能力也不完全相同部位，同一类型受体与配体结合能力也不完全相同总体而言，受体也有一定的结构和功能规律总体而言，受体也有一定的结构和功能规律第三页，共五十页 根据分布，受体可分为膜受体（根据分布，受体可分为膜受体（membrane receptormembrane receptor）和）和胞内受体（胞内受体（intracellular receptorintracellular receptor）。
l l胞内受体的配体多为，脂溶性小分子甾体类激素，如类固醇胞内受体的配体多为，脂溶性小分子甾体类激素，如类固醇激素；此外，甲状腺素类激素、维生素激素；此外，甲状腺素类激素、维生素D D等第四页，共五十页l l 多为跨膜糖蛋白，其肽链可一次或多次穿膜多为跨膜糖蛋白，其肽链可一次或多次穿膜l l 完整膜受体包括三个部分：完整膜受体包括三个部分： 识别部（识别部（discriminator):discriminator):胞外域（配体结合区）胞外域（配体结合区） 转换部转换部(transducer):(transducer):跨膜域（受体与效应部偶联区）跨膜域（受体与效应部偶联区） 效应部效应部(effector):(effector):胞内域（产生效应区）胞内域（产生效应区）膜受体的化学成分和结构膜受体的化学成分和结构第五页，共五十页 根据细胞信号转导机制，膜受体可分为：根据细胞信号转导机制，膜受体可分为：（一）生长因子类受体（一）生长因子类受体, ,其本身亦是酪氨酸蛋白激酶，亦称酶偶其本身亦是酪氨酸蛋白激酶，亦称酶偶联受体；联受体；（二）某些神经递质的受体，一种或几种离子的离子通道，亦称离（二）某些神经递质的受体，一种或几种离子的离子通道，亦称离子通道偶联受体；子通道偶联受体；（三）（三）G G蛋白偶联受体，是神经递质，激素等的受体。
蛋白偶联受体，是神经递质，激素等的受体膜受体的结构和分类第六页，共五十页 酪氨酸激酶（酪氨酸激酶（tyrosine kinasetyrosine kinase，trktrk）：）：分布：分布：l l位于胞膜上起受体作用，同时有酪氨酸激酶的作用，也称受体酪氨酸激酶位于胞膜上起受体作用，同时有酪氨酸激酶的作用，也称受体酪氨酸激酶（receptor trkreceptor trk）；）；l l位于胞质中，激活后使底物蛋白酪氨酸残基磷酸化位于胞质中，激活后使底物蛋白酪氨酸残基磷酸化配体：配体：胰岛素、类胰岛素生长因子、血小板生长因子、集落刺激因子和表胰岛素、类胰岛素生长因子、血小板生长因子、集落刺激因子和表皮生长因子等皮生长因子等一）（一）酶偶联受体 第七页，共五十页酶偶联受体第八页，共五十页结构：结构：n n胞外区为配体结合区，起受体作用胞外区为配体结合区，起受体作用n n胞质区为激酶活性区，具有酪氨酸激酶活性胞质区为激酶活性区，具有酪氨酸激酶活性n n配体与配体结合区结合，受体构象变化，胞质区的激酶配体与配体结合区结合，受体构象变化，胞质区的激酶活性区激活，促使底物磷酸化，从而将胞外信号转导到活性区激活，促使底物磷酸化，从而将胞外信号转导到细胞内。
细胞内 第九页，共五十页 （二）离子通道偶联受体l l自身为离子通道的受体，存在于神经、肌肉等可兴奋自身为离子通道的受体，存在于神经、肌肉等可兴奋细胞l l配体配体：神经递质：神经递质l l结构特点：常由几个亚单位组成，每个亚单位又有结构特点：常由几个亚单位组成，每个亚单位又有4 4个疏水跨膜区个疏水跨膜区, , 羧基和氨基末端均朝向胞外最羧基和氨基末端均朝向胞外最早被确认的该型受体是早被确认的该型受体是N-N-乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体第十页，共五十页乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体第十一页，共五十页l l分布广泛，类型多样，包括多种激素受体、神经递质受体、眼的分布广泛，类型多样，包括多种激素受体、神经递质受体、眼的光激活受体、与嗅觉有关的受体等光激活受体、与嗅觉有关的受体等l l配体：神经递质、激素、外源性刺激、化合物配体：神经递质、激素、外源性刺激、化合物l l功能：激活功能：激活G G蛋白蛋白（三）（三）G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体第十二页，共五十页三）G蛋白偶联受体l l结构特点：结构特点：一条次跨膜一条次跨膜多多肽链肽链；氨基末端朝向膜外，羧基末端朝向胞内；氨基末端朝向膜外，羧基末端朝向胞内；氨基末端有糖基化位点，胞内第个襻和羧基末端氨基末端有糖基化位点，胞内第个襻和羧基末端各有发生磷酸化的位点，它们与受体活性调控有关。
各有发生磷酸化的位点，它们与受体活性调控有关第十三页，共五十页G-蛋白偶联受体第十四页，共五十页特异性特异性 与配体通过立体构象互补形成类似锁与配体通过立体构象互补形成类似锁- -钥关系同一化学钥关系同一化学信号与不同受体结合，引起的生物学效应不同如肾上腺素与平信号与不同受体结合，引起的生物学效应不同如肾上腺素与平滑肌细胞膜上滑肌细胞膜上受体结合，引起平滑肌收缩，与受体结合，引起平滑肌收缩，与受体结合，受体结合，引起平滑肌松弛引起平滑肌松弛饱和性饱和性 指受体有限的结合能力即一个细胞或一定组织内受体指受体有限的结合能力即一个细胞或一定组织内受体数目有限数目有限 膜受体的特性膜受体的特性第十五页，共五十页高亲和力高亲和力 即与配体的亲和力，强大、迅速而且敏感即与配体的亲和力，强大、迅速而且敏感可逆性可逆性 非共价键结合配体与受体结合引发生物效应后，二者非共价键结合配体与受体结合引发生物效应后，二者解离，受体恢复原来的状态，再与配体结合解离，受体恢复原来的状态，再与配体结合特定的组织定位特定的组织定位 受体在体内的分布，从数量到种类均有组织特异性如受体在体内的分布，从数量到种类均有组织特异性。
如促肾上腺皮质激素随血液流经全身，但只作用于肾上腺皮质细胞，原因是促肾上腺皮质激素随血液流经全身，但只作用于肾上腺皮质细胞，原因是其他细胞膜上无相应受体其他细胞膜上无相应受体 膜受体的特性膜受体的特性第十六页，共五十页l l一种细胞膜上可能存在几种不同受体一种细胞膜上可能存在几种不同受体如脂肪细胞，胞膜上有肾上腺素，胰高血糖素，胰岛素等几种如脂肪细胞，胞膜上有肾上腺素，胰高血糖素，胰岛素等几种受体，且数目各不相同受体，且数目各不相同l l同一受体在不同胞膜上数目可能不同同一受体在不同胞膜上数目可能不同随细胞生理状态不同（如生长速度，分化速度等）和外界环境变随细胞生理状态不同（如生长速度，分化速度等）和外界环境变化，数目发生改变化，数目发生改变 膜受体的数量与分布膜受体的数量与分布第十七页，共五十页l l配体浓度对自身受体数量的调节配体浓度对自身受体数量的调节如胰岛素受体血胰岛素浓度降低，靶细胞胰岛素受体数目上升，如胰岛素受体血胰岛素浓度降低，靶细胞胰岛素受体数目上升，血胰岛素浓度越高，胰岛素受体数目减少血胰岛素浓度越高，胰岛素受体数目减少l l受体在细胞膜上分布不均匀，呈散在分布或局部受体在细胞膜上分布不均匀，呈散在分布或局部“ “成簇成簇” ”分布。
分布 膜受体的数量与分布膜受体的数量与分布第十八页，共五十页第二节膜受体与信号转导第二节膜受体与信号转导化学信号分子与化学信号分子与G G蛋白蛋白细胞内主要信号通路细胞内主要信号通路第十九页，共五十页化学信号分子化学信号分子 根据溶解度，信号分子分为：根据溶解度，信号分子分为： 亲水性信号分子：亲水性信号分子： 包括神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数肽类激素等，包括神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数肽类激素等，需与胞膜上相应受体结合需与胞膜上相应受体结合 亲脂性信号分子：亲脂性信号分子： 如类固醇激素和甲状腺素等，易穿过靶细胞膜与胞质或胞核与相如类固醇激素和甲状腺素等，易穿过靶细胞膜与胞质或胞核与相应受体结合应受体结合第二十页，共五十页G G 蛋白蛋白n n也称也称鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白（guanine nucleotide-binding proteinguanine nucleotide-binding protein）n n结构特点：结构特点：，三个不同亚单位组成的异聚体三个不同亚单位组成的异聚体具有具有GTPGTP酶活性，酶活性，能结合能结合GTPGTP，并分解，并分解GTPGTP形成形成GDPGDP。
本身构象改变可激活效应蛋白，实现胞外信号向胞内传递过本身构象改变可激活效应蛋白，实现胞外信号向胞内传递过程第二十一页，共五十页G G 蛋白作用机制蛋白作用机制l l亚单位亚单位+GDP+GDP，静息状态，静息状态， G G蛋白蛋白以以3 3聚体形式存在；配体与受体结聚体形式存在；配体与受体结合，合，亚单位亚单位+GTP+GTP，功能状态，功能状态， 与与亚单位分离并活化亚单位分离并活化l l亚单位浓度调节亚单位浓度调节G G蛋白作用强度蛋白作用强度第二十二页，共五十页 细胞内主要的细胞内主要的信号通路信号通路（一）（一）cAMPcAMP信号通路信号通路（二）磷酯酰肌醇信号通路（二）磷酯酰肌醇信号通路（三）具有酪氨酸激酶活性的受体信号通路（三）具有酪氨酸激酶活性的受体信号通路（四）鸟苷酸环化酶与（四）鸟苷酸环化酶与cGMPcGMP（五）一氧化氮信号（五）一氧化氮信号第二十三页，共五十页一）（一）cAMPcAMP信号通路信号通路主要组分：主要组分：激活型受体（激活型受体（RsRs）或抑制型受体（）或抑制型受体（RiRi）；）；活化型调节蛋白（活化型调节蛋白（GsGs）或抑制型调节蛋白（）或抑制型调节蛋白（GiGi）；）； 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（adenylate cyclaseadenylate cyclase，ACAC） 位于细胞膜上位于细胞膜上的的G G蛋白效应蛋白之一，是蛋白效应蛋白之一，是cAMPcAMP信号通路的关键酶，催化信号通路的关键酶，催化ATPATP生成生成cAMPcAMP。
第二十四页，共五十页抑制腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶第二十五页，共五十页Gs偶联受体激活AC模型第二十六页，共五十页一）（一）cAMPcAMP信号通路信号通路环腺苷酸（环腺苷酸（cAMPcAMP），最早阐明的第二信使分子最早阐明的第二信使分子主要效应：主要效应：n n激活靶酶，激活靶酶， cAMP cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A A（cAMP-dependent protein cAMP-dependent protein kinase,PKAkinase,PKA）, ,来调节细胞的新陈代谢，来调节细胞的新陈代谢，是细胞快速应答胞外信是细胞快速应答胞外信号的过程号的过程n n调节基因表达，是细胞缓慢应答胞外信号的过程调节基因表达，是细胞缓慢应答胞外信号的过程第二十七页，共五十页cAMP激活PKAPKA包含2个催化亚基，2个调节。