第二節細胞的跨膜信號轉導

signaltransmembrane

tranductionofcell

第二節細胞的跨膜信號轉導

sign1一、細胞跨膜信號轉導的概念信號:含有信息內容的一種物質或刺激人體內的信號:存在于細胞外液中含有信息內容的化學物質,或機械的、電的、電磁波等刺激一、細胞跨膜信號轉導的概念信號:含有信息內容的一種物質或2信號的類型化學信號激素,遞質,細胞因子機械信號聲音電磁信號光電信號電流信號的類型化學信號激素,遞質,細胞因子3跨膜信號轉導

(transmembranetranduction)外界信號細胞膜表面一種或幾種膜蛋白分子構象改變胞內信號分子變化引起相應的效應

跨膜信號轉導

(transmembranetranduc4二、細胞跨膜信號轉導的方式通過具有特異感受結構的通道蛋白質完成的跨膜信號轉導由膜的特異受體蛋白質、G-蛋白和膜的效應器酶組成的跨膜信號轉導系統由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉導二、細胞跨膜信號轉導的方式通過具有特異感受結構的通道蛋白質完5信號胞膜上的通道蛋白離子通道打開或關閉離子跨膜流動膜電位變化（去極化、超極化）細胞功能改變

（一）通過具有特異感受結構的通道蛋白質完成的跨膜信號轉導

信號胞膜上的通道蛋白61.化學信號—化學門控離子通道

神經突觸谷氨酸，門冬氨酸，甘氨酸化學物質控制：遞質、激素等主要分布：肌細胞的終板膜、神經細胞的突觸后膜及某些嗅、味感受細胞的膜中。作用：產生局部電位1.化學信號—化學門控離子通道神經突觸7例：終板膜化學門控通道運動神經末梢AchAch門控通道蛋白（a亞單位）通道開放大量Na+流入胞內胞膜去極化產生終板電位完成化學信號向生物電信號的轉換

例：終板膜化學門控通道運動神經末梢8(1)特點：

化學門控通道具有受體功能，可稱為通道型受體，它們被激活時能引起跨膜離子流動，也稱為促離子型受體(2)分布：神經肌接頭信息傳遞神經細胞之間的突觸傳遞(1)特點：化學門控通道具有受體功能，可92.電信號—電壓門控離子通道

刺激細胞膜電位的變化電壓門控離子通道開放或關閉離子內流或外流新信號形成2.電信號—電壓門控離子通道刺激細胞膜電102.電壓門控通道

主要分布：神經軸突、骨骼肌、心肌細

胞的一般細胞膜上。

作用：產生動作電位跨膜電位控制例：鈉通道

2.電壓門控通道

主要分布：神經軸突、骨骼肌、心肌細

11(1)Na+通道電信號膜內負電荷消失Na+通道突然開放胞外Na+涌入胞內膜電位變化(1)Na+通道電信號膜內負電荷消失12(2)K+通道膜內形成正電荷

K+通道開放胞內K+流出胞外

膜電位變化(2)K+通道膜內形成正電荷K+通道開13

143.機械門控通道

機械刺激通過某種機制使機械感受器細胞膜上的通道開放，產生感受器電位。

例：聽覺毛細胞、肌梭等各種門控通道完成的跨膜信號轉導特點：（1）速度相對較快（2）對外界作用出現反應的位點較局限。3.機械門控通道

機械刺激通過某種機制使機械感受器細胞153機械信號-機械門控通道機械信號（聲）耳蝸毛細胞纖毛彎曲毛細胞上機械門控離子通道開放離子跨膜流動耳蝸微音器電位3機械信號-機械門控通道機械信號（聲）16

（二）由膜的特異受體蛋白質、G-蛋白和膜的效應器酶組成的跨膜信號轉導系統

（G蛋白耦聯受體介導的信號轉導）

（二）由膜的特異受體蛋白質、G-蛋白和膜的效應器酶組成的跨17G蛋白耦聯的膜受體有500個以上，

包括

-和

-腎上腺素受體，乙酰膽堿

M受體，5-羥色胺受體，腺苷受體，

嗅受體,視紫紅質受體和肽類受體等。

G蛋白耦聯的膜受體有500個以上，

包括18

（1）G蛋白（A）G蛋白的組成：1

亞單位，1

單位和1

亞單位。

緊密結合在一起。失活的G蛋白以GDP-

異三聚體形式存在。G蛋白激活：激動劑與受體結合，使G蛋白的

與

分離，GDP-

變為GTP-

＋。G蛋白失活：G蛋白有內在的GTP酶活性，水解GTP,使GTP-

變成GDP-

。（1）G蛋白19（B）G蛋白介導的信號途徑

（a）c-AMP-蛋白激酶A途徑（b）c-GMP-蛋白激酶G途徑（c）磷酸肌醇途徑（d）細胞內鈣信號途徑（e）MAPK途徑（B）G蛋白介導的信號途徑203第二信使定義

外來刺激通過膜受體蛋白、G蛋白和效應器酶系統使胞漿內一種含有第一信使信息內容的一種化學物質增多或減少種類

環磷酸腺苷(cAMP)、環磷酸鳥苷(cGMP)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油(DG)1第一信使：激素、遞質等2效應器酶：腺苷酸環化酶、磷酯酶C等3第二信使1第一信使：激素、遞質等21第二信使學說G蛋白-GDP第一信使+RG蛋白-GTP效應器酶

蛋白激酶第二信使及其他第二信使前體細胞功能改變第二信使學說22二、G蛋白偶聯受體介導的信號轉導(一)cAMP信號通路神經遞質、激素等（第一信使）→結合G蛋白偶聯受體(膜外N端：識別、結合第一信使膜內C端：激活G蛋白)→激活G蛋白(與β、γ亞單位分離)→興奮性G蛋白(GS)→激活腺苷酸環化酶(AC)→ATP--cAMP（第二信使）→激活cAMP依賴的蛋白激酶A→細胞內生物效應二、G蛋白偶聯受體介導的信號轉導(一)cAMP信號通路23(二)磷脂酰肌醇信號通路激素（第一信使）結合G蛋白偶聯受體激活G蛋白(與β、γ亞單位分離)膜外N端：識別、結合第一信使膜內C端：激活G蛋白興奮性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內質網釋放Ca2+激活蛋白激酶C細胞內生物效應(二)磷脂酰肌醇信號通路激素（第一信使）結合G蛋白偶聯受體24三、酶耦聯受體介導的信號轉導三、酶耦聯受體介導的信號轉導25酪氨酸激酶受體特點：酶與受體是同一膜蛋白這類受體一般只有一個α-螺旋，膜外側肽鏈有與配體結合位點，膜內側肽鏈有蛋白激酶的活性。受體本身沒有酶的活性，當它與配體結合后，就可與酪氨酸激酶結合，并激活酪氨酸激酶酪氨酸激酶受體特點：26

肽類激素（如胰島素）、細胞因子（如NGF）細胞膜上酪氨酸激酶受體膜內側肽段的蛋白激酶被激活

酪氨酸殘基磷酸化細胞功能改變

27鳥苷酸環化