细胞的跨膜信号转

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 细胞的跨膜信号转导 signal transmembrane tranduction of cell,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,信号的类型,化学信号 激素,递质,细胞因子,机械信号 声音,电磁信号 光,电信号 电流,跨膜信号转导,(transmembrane tranduction),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,二、细胞跨膜信号转导的方式,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,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,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,1.化学信号化学门控离子通道,神经突触 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,例：终板膜化学门控通道,运动神经末梢 Ach 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,(1)特点,：,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,2.电信号电压门控离子通道,刺激 细胞膜电位的变化 电,压门控离子通道开放或关闭,离子内流或外流 新信号形成,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,跨膜电位控制,例：钠通道,(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,(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,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。,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,（二）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（G蛋白耦联受体介导的信号转导）,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。,（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-,。,（B）G蛋白介导的信号途径,（a）c-AMP-蛋白激酶A途径,（b）c-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,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,第二信使学说,G蛋白-GDP,第一信使+R,G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,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,(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(PIP,2,),(第二信使）,IP,3,和 DG,内质网,释放Ca,2+,激 活,蛋白激酶C,细胞内生物效应,三、酶耦联受体介导的信号转导,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,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,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），,受体 GC,信号转导过程：,GTP,cGMP,PKG,配体,ANP,