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1、第三章 细胞间的通讯与信号转导3.1跨膜信号转导外界信号作用于细胞时，并不需要进入细胞内直接影响细胞内过程，只需作用于细胞膜。通过引起细胞膜上一种或数种特异蛋白质分子的变构作用，将外界环境变化的信息以一种新的信号形式传递到膜内。再引起靶细胞相应功能的改变。细胞信息的传递方式受体（Receptor）位于质膜或者细胞内能与胞外信号物质结合，并能引起特定生物效应的大分子物质。受体的4种基本类型：G蛋白耦联受体具有酶活性的受体离子通道型受体核受体受体包括两个功能区域：与配体结合的区域产生效应的区域受体与配体作用的3个主要特征：特异性饱和性高度的亲和力3.2细胞接受外界信号作出反应的共性跨膜信号转导以生
2、物电的形式对刺激作出反应，并可传播转导过程的途径和方式可分为少数几类，且涉及的膜蛋白在结构上具有同源性。3.33.3膜膜表表面面受受体体介介导导的的信信号号转转导导，膜膜表表面面受受体体主主要有三类：要有三类：离子通道型受体（离子通道型受体（ion-channel-linked receptor）G蛋白耦联型受体（蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor）酶耦联的受体（酶耦联的受体（enzyme-linked receptor）第一类存在于可兴奋细胞。后两类存在于大多数细胞，在信号转导的早期表现为激酶级联（kinase cascade）事件，即为一系列蛋白质的逐级磷酸
3、化，籍此使信号逐级传送和放大。一、G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 G 蛋白耦蛋白耦联联受体是由受体是由七个跨膜螺旋七个跨膜螺旋组组成的成的膜蛋白膜蛋白质质，它与它与细细胞膜内胞膜内侧侧面的面的G蛋白蛋白相耦相耦联联。1.G蛋白耦联受体蛋白耦联受体(G protein-linked receptor)2.G-蛋白蛋白 (1)定定义义:G-蛋白是蛋白是鸟鸟苷酸苷酸结结合蛋白的合蛋白的简简称。称。(2)分分类类:兴奋兴奋（Gs、Go）型和抑制（）型和抑制（Gi）型两种。）型两种。(3)G(3)G蛋白的结构特点蛋白的结构特点蛋白的结构特点蛋白的结构特点受体与配体结合后构型变化，激活膜内侧受体与配体结
4、合后构型变化，激活膜内侧G蛋白；蛋白；G-蛋白通常由蛋白通常由、3个亚基组成；个亚基组成；当它被激活时便与当它被激活时便与GDP分离，而与一个分子的分离，而与一个分子的GTP（三磷酸鸟苷）结合；（三磷酸鸟苷）结合；亚基与其它两个亚基（亚基与其它两个亚基（-）分离，对膜中的效应器酶起作用。）分离，对膜中的效应器酶起作用。(1)定定义义 位于位于细细胞膜上的胞膜上的能催化第二信使生成的能催化第二信使生成的酶酶。(2)分分类类 腺苷酸腺苷酸环环化化酶酶（AC）-cAMP或或GC;磷脂磷脂酶酶C（PLC）-IP3+DAG；依依赖赖于于cGMP的磷酸二的磷酸二酯酯酶酶PDE-降解降解cAMP为为5AMP
5、 磷脂磷脂酶酶A2（A2）PLA2-被水解被水解产产生花生四生花生四烯烯酸酸 3.G蛋白效应器（蛋白效应器（Effector）4.第二信使定定义义第一信使：作用于第一信使：作用于细细胞膜的信号胞膜的信号第二信使第二信使：细细胞内信号分子胞内信号分子分分类类 cAMP（环环腺苷一磷酸）；腺苷一磷酸）；IP3（肌醇三磷酸）（肌醇三磷酸）；DAG（二（二酰酰甘油）；甘油）；cGMP（环鸟环鸟苷一磷酸）苷一磷酸）；Ca2+（钙钙离子）等；离子）等；主要功能主要功能 调节调节各种蛋白激各种蛋白激酶酶和离子通道。和离子通道。5.蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将ATP的磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上
6、，使蛋白质磷酸化。根据它们磷酸化底物的不同分为两大类：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶依赖于第二信使的蛋白激酶：蛋白激酶A（PKA）：依赖cAMP的蛋白激酶 蛋白激酶C（PKC）：依赖Ca2+的蛋白激酶 蛋白激酶G（PKG）：依赖cGMP的蛋白激酶6.G蛋白耦联受体转导的主要途径蛋白耦联受体转导的主要途径u由由G蛋白耦蛋白耦联联受体所介受体所介导导的的细细胞信号通路主要包括：胞信号通路主要包括：cAMP信号通路和磷脂信号通路和磷脂酰酰肌醇（肌醇（IP3）信号通路。信号通路。6.G蛋白耦联受体转导的生理学意义胰高血糖素胰高血糖素是胰岛素最重要的拮抗激素是胰岛素最重要的拮抗激素,其其从胰岛从
7、胰岛细胞合成后分泌入血细胞合成后分泌入血,与靶组织的与靶组织的胰高血糖素受体胰高血糖素受体结合结合,激活靶信号通路激活靶信号通路,生成生成环一磷酸腺苷环一磷酸腺苷(cAMP),促进促进糖原分解和糖异糖原分解和糖异生生等。等。二、酶耦联受体介导的跨膜信号转导（一）具有酪氨酸激（一）具有酪氨酸激酶酶的受体的受体 1.分分类类（1）酪氨酸激酪氨酸激酶酶受体受体：当其与相：当其与相应应的化学信号的化学信号结结合合时时，直接激活自身的酪氨酸激，直接激活自身的酪氨酸激酶酶结结构域，构域，导导致受体自致受体自身或身或细细胞内靶蛋白的磷酸化。胞内靶蛋白的磷酸化。包括酪氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体。（2）结结合酪氨酸激合酪氨酸激酶酶受体：本身没有受体：本身没有酶酶的活性，但的活性，但其被配体其被配体结结合合时时使酪氨酸激使酪氨酸激酶酶激活，通激活，通过对过对自身和底自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信号物蛋白的磷酸化作用，把信号传传入入细细胞内。胞内。（二）（二）酶耦联受体介导的跨膜信号转导耦联受体介导的跨膜信号转导受体酪氨酸激酶的二聚化和自磷酸化各类受体酪氨酸激酶信号级联放大效应细胞信号转导通路细胞内受体对基因表达的调控细胞内受体对基因表达的调控作业作业1.细胞跨膜信号转导的概念和一般特性细胞跨膜信号转导的概念和一般特性2.细胞跨膜信号转导的主要途径细胞跨膜信号转导的主要途径