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第二节 细胞的跨膜信号转导

第二节 细胞的跨膜信号转导. 信号分子传递细胞信息的方式. 脂溶性的信号分子扩散透过细胞膜，与胞内受体结合，然后发挥作用。. 亲水性的信号分子作用于细胞膜表面的受体和起受体作用的蛋白质，再通过细胞内一系列以蛋白构象和功能变化为基础的级联反应，经跨膜的和细胞内的 信号转导 （ signal transduction ）产生生物学效应。. 受体－ G 蛋白－ AC 途径（ PKA 系统）. G 蛋白耦联受体. 受体－ G 蛋白－ PLC 途径（ PKC 系统）. 化学门控通道. 电压门控通道. 离子通道受体. 机械门控通道. 酪氨酸激酶受体. 酶耦联受体.

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第二节 细胞的跨膜信号转导

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  1. 第二节 细胞的跨膜信号转导 • 信号分子传递细胞信息的方式 • 脂溶性的信号分子扩散透过细胞膜，与胞内受体结合，然后发挥作用。 • 亲水性的信号分子作用于细胞膜表面的受体和起受体作用的蛋白质，再通过细胞内一系列以蛋白构象和功能变化为基础的级联反应，经跨膜的和细胞内的信号转导（ signal transduction）产生生物学效应。

  2. 受体－G蛋白－AC途径（PKA系统） G蛋白耦联受体 受体－G蛋白－PLC途径（PKC系统） 化学门控通道 电压门控通道 离子通道受体 机械门控通道 酪氨酸激酶受体 酶耦联受体 鸟苷酸环化酶受体

  3. 一. G蛋白耦联受体介导的信号转导 • 配体（ligand） • 能与受体发生特异性结合的活性物质 • 已知有100多种通过G蛋白耦联受体实现信号转导 • 包括生物胺类激素、肽类激素、气体分子和光量子等

  4. (一) 参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子 G蛋白耦联受体（G protein-linked receptor） 或促代谢型受体（metabotropic receptor） • 总数多达1000种左右 • 结构上属于同一超家族，由一条7次穿膜的肽链构成 • 胞外侧端和跨膜螺旋内部有配体的结合部位 • 胞内胞质侧有结合G蛋白的部位

  5. G蛋白（ guanine nucleotide-binding protein， or G protein） • 由、、 3个亚单位形成的异源三聚体蛋白。 • 根据亚单位基因序列的同源性可分为 • Gs家族、 Gi家族、Gq家族和G12家族。 • 分子开关（molecular switch） • 激活时结合GTP，失活时结合GDP

  6. G蛋白效应器（G protein effector） • 指催化生成（或分解）第二信使的酶 • 主要有腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase, AC）、 磷脂酶C（phospholipase C, PLC）、磷脂酶A2（phospholipase A2, PLA2）、鸟苷酸环化酶（guanylyl cyclase, GC）、和cGMP磷酸二酯酶（phosphodiesterase, PDE）。 • 某些离子通道可接受G蛋白的直接或间接的调控。

  7. 第二信使（second messenger） • 指激素、递质、细胞因子等信号分子（第一信使）作用于 细胞膜后产生的细胞内信号分子。 • 较重要的第二信使有：环一磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate, cAMP ）、三磷酸肌醇（inositol triphosphate, IP3）、二酰甘油（diacylglycerol, DG）、环一磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate, cGMP）和Ca2＋等。 • 调节的靶蛋白主要是各种蛋白激酶（protein kinase）和离子通道，产生以靶蛋白构象变化为基础的级联反应和细胞功能改变。

  8. (二) G蛋白耦联受体跨膜信号转导的主要途径 受体－G蛋白－AC途径（PKA系统） G蛋白耦联受体－Gs或Gi蛋白－AC－cAMP－PKA

  9. G蛋白耦联受体－ Gi或Gq蛋白－PLC－IP3－Ca2＋－PKC DG 受体－G蛋白－PLC途径（PKC系统）

  10. 二. 离子通道受体介导的信号转导 • 化学门控通道 （chemically-gated ion channel） • 或配体门控通道 （ligand-gated ion channel） • 或递质门控通道 （transmitter-gated ion channel） • 或促离子型受体（ionotropic receptor） • 电压门控通道(voltage-gated ion channel) • 机械门控通道(mechanically-gated ion channel)

  11. N2型乙酰胆碱受体（acetylcholine receptor） • 四种亚单位组成的五聚体 • 除乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）外，还可选择性地与烟碱（nicotine）结合 • 开放时允许Na+内流和少量K+外流

  12. 酶耦联受体介导的信号转导 • （enzyme-linked receptor) • 一般只有一个跨膜螺旋， 膜外有配体结合位点 • 胞质侧自身具有酶的活性，或可直接结合并激活 • 胞质中的酶 • 不需要G蛋白参与

  13. （一） 酪氨酸激酶受体（tyrosine kinase receptor, TKR） • 可激活酪氨酸激酶 • 大部分生长因子、胰岛素和一部分肽类激素。 （二） 鸟苷酸环化酶受体（guanylyl cyclase receptor） • 可激活GC－cGMP－PKG • 心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide, ANP）

  14. 信号网络 （signaling network ） 串话（cross－talk）

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