细胞膜及其表面.pptx

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,#,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,#,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,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,#,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,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,几个容易混淆的概念,:,细胞通讯,(,cell communication,),：是指细胞间或细胞内通过高度精确、高效地发送与接收信息的通讯机制，并且通过放大引起快速的细胞生理反应，或者引起基因活动，尔后发生一系列的细胞生理活动来协调各组织活动，使之成为生命的统一整体。,信号传导,(,cell signalling,),：强调信号的产生、分泌与传送，即信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。,信号转导,(,signal transduction,),：强调信号的接收与接收后信号转换的方式,(,途径,),和结果。即信号的识别、转移与转换。,一、信号分子,细胞信号分子,:,成分：短肽、蛋白质、氨基酸、核苷酸、气体分子,(,NO,、,CO,),、脂类、胆固醇衍生物；,胞外信号分子：激素、神经递质、局部化学介质等；,P,68,第一信使,(,primary massenger,),：水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递，称第一信使。,第二信使,(,second,ary,massenger,),：第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子,。,二、受体,受体,（,receptor,）,：能够识别和有选择性地结合外来信号分子（配体），并与之结合从而发生继发信号，产生相应的细胞内生物学效应的结构。,信号分子,/,配体,（,signal molecule/,ligand,）,：是指生物体内既非营养物，又非能源物质或结构物质，而且也不是酶；他们主要用于细胞间和细胞内传递信息，能够被受体所识别，并与之结合从而产生细胞内生物学效应的某些化学分子。,二、受体,(,一,).,细胞膜受体的化学成分和结构,1,.,膜受体,的化学成分,:,糖蛋白：大多数均为,膜上的功能性,糖蛋白,;,糖脂：,如霍乱毒素受体、百日咳毒素受体;,糖脂蛋白：如促甲状腺素受体；,2,.,膜受体,的结构类型,:,单体型,;,复合体型,;,3,.,膜受体,的结构,:,膜受体的结构,:,转换亚单位,/,转换部,/,传导部,(,transducer subunit/transducer/inducer,),：是受体与效应部之间的偶联部分。将受体所接受的信号，转变为蛋白质的构象变化，传给催化单位。,催化亚单位,/,效应部,(,catalytic subunit/effector,),：受体蛋白向着细胞质部分，一般具有酶的活性，配体与受体结合前，它是无活性的，只有受体与配体结合后才被激活，引起一系列变化，产生相应的生物效应。,调节亚单位,/,识别部,(,regulatory subunit/discriminator,):,受体蛋白向着细胞外部分，多为糖蛋白，可识别不同的配体，狭义受体指此部位。,二、受体,(,二,).,细胞膜受体的类型,气体性,(,NO,),亲水性,(,hydrophilic,),亲脂性,(,hydrophobic,),信号分子,/,配体,(,signaling molecule/,ligand,),由胞外亲脂性信号分子所激活,;,细胞内受体,(,intracellular receptor,),酶偶联受体,(,enzyme-linked receptor,),G,蛋白偶联受体,(,G-protein-linked receptor,),离子通道偶联受体,(,ion-channel-linked receptor,),膜受体,(,membrane receptor,),：由胞外亲水性信号分子所激活；,受体,(,receptor,),激活的催化结构域,信号分子,失活的催化结构域,G,蛋白,效应酶,活化的,G,蛋白,活化的效应酶,离子,质膜,(C),酶偶连受体,(B),G-,蛋白偶联受体,(A),离子通道偶联受体,二聚体信号分子,三种类型的细胞表面受体,存在于可兴奋细胞,存在于大多数细胞,三、受体和信号分子结合的特点,(,一,).,受体的特异性及其非绝对性,膜受体的特性,:,特异性：配体与受体的结合是依靠二者之间的立体构象互补，有一定的专一性；,专一的非绝对性：配体可与一种以上的受体结合。配体对细胞的作用取决于与什么受体结合；,平滑肌收缩,平滑肌松弛,肾上腺素,+,受体,肾上腺素,+,受体,三、受体和信号分子结合的特点,(,二,).,可饱和性,三、受体和信号分子结合的特点,(,三,).,高亲和力,三、受体和信号分子结合的特点,(,四,).,可逆性,三、受体和信号分子结合的特点,(,五,).,特定的作用模式,第八章,细胞膜与细胞的信号转导,cell membrane and signal transduction,第二节,G,蛋白偶联受体信号传递途径,一、,G,蛋白的结构与活性变化,G,蛋白,(,G-protein,):,三聚体,GTP,结合调节蛋白,/,鸟苷酸结合调节蛋白,(,trimeric GTP-binding regulatory protein/guanine nucleotide-binding regulatory protein,，,G-protein,),；,包括多种神经递质、肽类激素和局部介质的受体，味觉、嗅觉和视觉的光激活受体等；,G,蛋白的组成：,G,蛋白的组成：由,、,和,三种不同的多肽链组成，而,和,属脂锚定蛋白。,G,蛋白,的结构,:,有单体蛋白和多亚基（多条多肽链），氨基末端位于细胞外表面（负责与配体的结合），羧基末端在细胞膜内侧（细胞内的信号传递）,;,特点：,1,.,系统由三部分组成：,7,次跨膜的受体,、,G,蛋白和效应酶,;,2,.,产生第二信使,；,细胞表面受体和细胞内受体,水溶性的信号分子,小的脂溶性的信号分子,G-protein linked receptor,单体型受体,Acetylcholine receptor,受体的结构示意图,C-terminal,:,Ser,(,丝,),and Thr,(,苏,),-rich.,Seven-helix transmembrane;,-the sites of phosphorylation make for the desensitization of GPLR.,the structure of G protein-linked receptors,:,G,蛋白偶联系统的组成：,1,.,表面受体；,2,.,G,蛋白；,3,.,效应物,(,又称为膜结合机器,),。,Robert J.Lefkowitz,Born,:,1943,New York,NY,USA,Affiliation at the time of the award,:,Howard Hughes Medical Institute,Duke University Medical Center,Durham,NC,USA,Brian K.Kobilka,Born,:,1955,Little Falls,MN,USA,Affiliation at the time of the award,:,Stanford University School of Medicine,Stanford,CA,USA,The Nobel Prize in Chemistry,2012,to them:,“for studies of G-protein-coupled receptors”,刺激,(,惊吓,),动物,血液,应激反应,肝糖原分解,肌糖原分解剧增,心跳加快,血压升高,分泌肾上腺素,血糖水平升高,一种常见的生物学现象：,糖酵解,葡萄糖,-1-P,糖原,活化的糖原磷酸化酶,无活性的磷酸化激酶,活化的磷酸化激酶,无活性的糖原磷酸化酶,Glycogen breakdown in skeletal muscle,active A-kinase,inactive A-kinase,无活性的激酶,A,活化的激酶,A,cAMP,1970s,初,，,E.W.Sutherland,提出第二信使,假说（,theory of second messenger,）：胞外信,号（第一信使）不能进入细胞内，仅作用于细胞表,面受体，通过膜的信号转换，产生胞内的信号分子,（第二信使），从而激发一系列生化反应，最后产,生一定的生理效应。第二信使的降解使其信号作用,终止。,信号转导,(,通过第二信使,),配体,(,第一信使,),细胞质,基因表达的改变,细胞应答,受体,受体与配体结合,Earl W.,Sutherland,Jr.,Born,:,19 November 1915,Burlingame,KS,USA,Died,:,9 March 1974,Miami,FL,USA,Affiliation at the time of the award,:,Vanderbilt University,Nashville,TN,USA,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1971,to him:,“for his discoveries concerning the mechanisms of the action of hormones”,G,蛋白,的作用,:,分子开关（,molecular switch,）：,亚基结合,GDP,失活，结合,GTP,活化；,也是,GTP,酶，催化结合的,ATP,水解，恢复无活性状态。其,GTP,酶活性可被,GTP,ase,促进,(,激活,),蛋白,(,GTP,ase,accelerating/activating protein,GAP,),增强。,分子开关,的类型：,1,).,GTP,ase,开关蛋白,:,三聚体,G,蛋白和单体,G,蛋白,;,2,).,靶蛋白磷酸化和去磷酸化的调节机制,;,GAP,RGS,GDI,GEF,GAP,：,GTP,ase,促进蛋白,GDI,:,鸟苷酸解离抑制子,GEF,：,鸟苷酸交换因子,RGS,:,G,蛋白信号调节子,Signaling by GTP-binding protein,GTP,ase,开关蛋白活化,(,开,),与失活,(,关,),的转换机制,G,蛋白分子开关,Afred G Gilman,Born,:,1 July 1941,New Haven,CT,USA,Affiliation at the time of the award,:,University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas,Dallas,TX,USA,Martin Rodbell,Born,:,1 December 1925,Baltimore,MD,USA,Died,:,7 December 1998,Chapel Hill,NC,USA,Affiliation at the time of the award,:,National Institute of Environ-mental Health Sciences,Research Triangle Park,NC,USA,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1994,to them:,“for their discovery of G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cells”,磷酸化,去磷酸化,Signaling by phosphorylation,靶蛋白磷酸化和去磷酸化的调节机制,(,有些靶蛋白具有相反的变化模式,),Edmond H.Fischer,Born,:,6 April 1920,Shanghai,China,Affiliation at the time of the award,:,University of Washington,Seattle,WA,USA,Edwin G.Krebs,Born,:,6 June 1918,Lansing,IA,USA,Died,:,21 December 2009,Seattle,WA,USA,Affiliation at the time of the award,:,University of Washington,Seattle,WA,USA,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1992,to them:,“,for their discoveries con-cerning reversible protein phosphorylation as a biolo-gical regulatory mechanism,”,G,蛋白,的类型,:,刺激型,G,蛋白（,stimulatory,G protein,G,s,）：受体通过,G,s,能激活,cAMP,ase,，,cAMP,;,抑制型,G,蛋白（,inhibitory,G protein,G,i,）：受体通过,G,i,能抑制,cAMP,ase,，,cAMP,;,G,q,型,G,蛋白：主要作用于磷酸酶,C,，参与对,IP,3,、,DAG,的调节；,G,蛋白,的效应器,:,P,72,（表,8-2,）,腺苷酸环化酶,(,Adenylate cyclase,AC,;,cAMP,ase,),：分子质量为,1.5,10,5,Da,的,12,次跨膜蛋白。在,Mg,2+,或,Mn,2+,的存在下，催化,ATP,生成,cAMP,;,catalytic domain,二、胞内信号传递第二信使,1,4,5-,肌醇三磷酸,(,IP,3,),some signal molecules,参与,PKC,的激活、突触传递、分泌活动等；,Ca,2+,激活蛋白激酶,C,（,PKC,）,DAG,开启内质网钙离子通道,IP,3,激活蛋白激酶,G,（,PKG,）,cGMP,激活蛋白激酶,A,（,PKA,）,cAMP,细胞内常见第二信使及其主要效应,二、胞内信号传递第二信使,(,一,).,cAMP,信号,途径,cAMP,信号途径,的组成,:,受体：,刺激型受体（,stimulatory,receptor,R,s,）和抑制型受体（,inhibitory,receptor,R,i,）；,G,蛋白：,G,s,、,G,i,和,G,q,;,腺苷酸环化酶（,cAMP,ase,）：跨膜,12,次。在,Mg,2+,或,Mn,2+,的存在下，催化,ATP,生成,cAMP,；,第二信使,：,cAMP,；,蛋白激酶,A,（,Protein,Kinase A,，,PKA,）,：由两个催化亚基和两个调节亚基组成；起激活磷酸化激酶的作用；,环腺苷酸（,cAMP,）磷酸二酯酶,（,phosphodiesterase,PDE,）：降解,cAMP,生成,5,-AMP,，终止信号。,the activation of protein kinase A by cyclic AMPs,cAMP,磷酸二酯酶,(,PDE,),：降解,cAMP,生成,5,-AMP,，终止信号。,Degredation of cAMP,咖啡因，茶碱,cAMP,磷酸二脂酶,(,PDE,),cAMP,ase,激素,受体,G,蛋白,腺苷酸环化酶,cAMP,蛋白激酶,A,cAMP,信号途径,:,基因调控蛋白,基因转录,磷酸化激酶,A,糖原,葡萄糖,1.,特异性受体识别胞外信号分子；,2.,信号跨膜转导；,3.,信号放大；,4.,受体失活、脱敏和减量调节；,SIGNAL MAGNIFICATION,受体蛋白,胞外信号分子,靶蛋白,胞内信号蛋白,细胞骨架蛋白,基因调控蛋白,新陈代谢酶,改变细胞形状或运动,改变新陈代谢,改变基因表达,信号放大,细胞信号途径的组成步骤：,肝细胞质膜,胞外,基质,酶的活化,腺苷酸环化酶,激活型,G,蛋白复合物,激活性激素受体,抑制性激素受体,抑制型,G,蛋白复合物,酶的抑制,腺苷,前列腺素,E,1,抑制性配体,激活性配体,促肾上腺皮质激素,胰高血糖素,肾上腺素,the structure and activation of G proteins,(,二,).,cAMP,信号,途径,1,.,cAMP,调节细胞中的糖原分解,cAMP,应答元件结合蛋白,磷酸化激酶,蛋白激酶,A,磷脂酶,糖原合成酶,磷酸酶,血流,磷酸化酶,磷酸酶,磷酸酶,肾上腺素,胰高血糖素,cAMP,和,PKA,所介导的胰高血糖素,肾上腺素对糖原的分解代谢,cAMP,和,PKA,所介导的胰高血糖素,肾上腺素对基因转录的激活,(,二,).,cAMP,信号,途径,2,.,cAMP,对真核细胞基因表达的调控,活化的,PKA,cAMP,信号通路对基因转录的激活,胞质,无活性的,PKA,活化的,G,蛋白,亚基,G,蛋白耦联,受体,信号分子,活化的腺苷酸环化酶,细胞核,CREB-,结合蛋白,(CBP),活化的,PKA,CREB-,结合元件,活化的磷酸化,CREB,无活性,CREB,活化的靶基因,转录,转译,cAMP activate protein kinase A,which phos-phorylate CREB,(,CRE binding protein,),protein and initiate gene transcription.CRE is cAMP response element in DNA with a motif 5,TGACGTCA3,二、胞内信号传递第二信使,(,二,).,cGMP,信号,途径,NO,：,NO,作用于邻近细胞；,NO,在血管内皮细胞和神经细胞中生成，由一氧化氮合酶（,NOS,）催化，以,NADPH,为电子供体,L,精氨酸为底物，生成,NO,和,L,瓜氨酸,；,NO,的作用机理,:,乙酰胆碱,血管内皮细胞,Ca,2+,浓度升,高,一氧化氮合酶,NO,平滑肌细胞,鸟苷酸,环化酶,cGMP,血管平滑肌细胞的,Ca,2+,离子浓,度下降,平滑肌舒张,血管扩张、血流通畅,;,The action of Nitric oxide on blood vessels,血管,内皮细胞,平滑肌细胞,G,蛋白耦联受体,乙酰胆碱,与血管内皮细胞结合引起,NO,的产生，,NO,跨膜进入相邻的平滑肌细胞，激活鸟苷酸环化酶,最终导致血管平滑肌细胞松弛。,鸟苷酸环化酶,精氨酸,NO,合酶,乙酰胆碱,瓜氨酸,c-GMP,肌肉松弛,(,血管扩张,),蛋白激酶,G,活化,内皮细胞中,NO,合酶被,Ca,2+,离子激活后可利用精氨酸生成,NO,。,NO,能跨膜扩散到邻近的平滑肌细胞，并将鸟苷酸环化酶激活，该酶催化,GTP,生成,cGMP,。,cGMP,可引起肌细胞松弛和血管舒张反应。,NO,对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在,100,年前就使用硝化甘油处理心绞痛的病人（这种绞痛是由血液不适当地流向心肌引起的）。硝化甘油在体内转化成,NO,，它可以使血管松弛。减轻心脏的工作压力，减少心肌对氧的需要。,精氨酸,平滑肌细胞,cGMP,ase,NO,合成酶,内皮细胞,腔,松弛,Regulation of contractility of arterial smooth muscle by NO and cGMP,O,Robert F.Furchgott,Born,:,4 June 1916,Charleston,SC,USA,Died,:,19 May 2009,Seattle,WA,USA,Affiliation at the time of the award,:,SUNY Health Science Center,Brooklyn,NY,USA,Louis J.Ignarro,Born,:,31 May 1941,Brooklyn,NY,USA,Affiliation at the time of the award,:,University of California School of Medicine,Los Angeles,CA,USA,Ferid Murad,Born,:,14 September 1936,Whiting,IN,USA,Affiliation at the time of the award,:,University of Texas Medical School at Houston,Houston,TX,USA,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1998,to them:,“,for their discoveries concerning nitric oxide as a signaling molecule in the cardiovascular system,”,二、胞内信号传递第二信使,(,三,).,磷脂酰肌醇信号,途径,磷脂酰肌醇信号通路,“,双信使系统”反应链：,胞外,信号分子,G,-,蛋白偶联受体,G,-,蛋白,磷脂酶,C,（,PLC,）,DAG,激活,PKC,蛋白磷酸化或,促进,Na,+,/H,+,交换使胞内,pH,I,P,3,胞内,Ca,2+,浓度升高,细胞,反应,Ca,2+,结合,蛋白,(,CaM,),PIP,2,Hydrolysis,磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,二酰甘油,肌醇,-1,4,5-,三磷酸,磷脂酶,C,G,蛋白耦联,受体,磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,活化的,G,q,亚单位,活化的,磷脂酶,C-,信号分子,二酰甘油,活化的蛋白激酶,C,内质网腔,打开,IP,3,门控,Ca,2+,释放通道,磷脂酰肌醇信号通路图解,肌醇,-1,4,5-,三磷酸,(IP,3,),Double Messenger system,减少,Ca,2+,储存的信号,储存开关通道,磷脂酶,C,磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,二酰甘油,底物磷酸化,IP,3,-,敏感的,Ca,2+,通道,内质网,Elevation of cytosolic Ca,2+,via the IP signaling pathway,IP,3,-Ca,2+,pathway and DAG-PKC pathway,信号的终止,:,IP,3,信号的解除,：,去磷酸化为,IP,2,；,磷酸化为,IP,4,；,DAG,信号的解除：,被,DAG,磷酸激酶磷酸化为磷脂酸,-,PI,;,DAG,被,DAG,酯酶水解成单酯酰甘油；,Ca,2+,信号的解除,：,被钙泵和,Na,+,-Ca,2+,交换器抽出细胞，或被泵回内质网；,胞质溶胶中,IP,3,的命运,肌醇,-1,4,5-,三磷酸,(IP,3,),H,2,O,5-,磷酸酶,肌醇磷酸脂,3-,激酶,HPO,4,2-,ATP,H,2,O,HPO,4,2-,ADP,肌醇,-1,3,4,5-,四磷酸,(IP,4,),肌醇,-1,4-,二磷酸,(IP,2,),肌醇,-1,3,4-,三磷酸,用于,PIP,2,的再合成,引起内质网中,Ca,2+,的释放,引起,Ca,2+,从胞外进入胞质溶胶,水解,水解,特异的激酶,(,活化,),IP,3,(,无活性,),Ca,2+,ATP,ase,in membrane of endoplasmic reticulum,Ca,2+,ATP,ase,Na,+,-driven Ca,2+,antiport,Ca,2+,-binding molecules in cytoplasm,active Ca,2+,import in mitochondrion,Ca,2+,信号的消除,Ca,2+,=10,-3,M,Ca,2+,=10,-7,M,G,蛋白耦联受体,钠,-,钙泵,质膜上钙泵,肌醇,-1,4,5-,三磷酸受体通道,Ca,2+,通道,Ryamodine,受体通道,酪氨酸激酶受体,G,蛋白,磷脂酶,亚基,磷脂酶,亚基,细胞内,Ca,2+,调控示意图,磷脂酰肌醇,-4,5-,二磷酸,ER,膜上钙泵,二、胞内信号传递第二信使,(,四,).,离子通道的信号跨膜,途径,离子通道偶联受体,：,为多亚基组成的受体,/,离子通道复合体,，四次,/,六次跨膜蛋白；,突触前膜释放的神经递质结合并开启突触后细胞膜上的递质门离子通道，结果导致突触后细胞膜离子流改变，从而将化学信号转换成电信号,；,受体本身为离子通道，即配体门通道,。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，信号分子为神经递质。分为：,阳离子通道，如乙酰胆碱受体,;,阴离子通道，如,氨基丁酸受体,;,N,-,型乙酰胆碱受体,(,260KDa,),;,外周型组成：,5,个亚基,(,2,);,调节主要为,亚基变化,;,通道开启：,Na,+,内流，,K,+,外流,;,膜去极化。,乙酰胆碱受体的三种构象,神经肌肉接点处的离子通道型受体,活化的神经末梢,神经冲动,(,电信号,),突触小泡,神经递质,前突触神经末梢,突触间隙,电压门控,Ca,2+,通道,(,关闭,),静息神经末梢,激活神经末梢,电压门控,Ca,2+,通道,(,打开,),神经递质受体,神经递质释放,(,化学信号,),突触后细胞,神经递质与受体结合,主动突触,突触间隙中的神经递质,突触后细胞,神经递质受体递质门控离子通道,膜电,位改变,(,电信号,),N,-,型乙酰胆碱受体在突触处通过递质门离子通道实现化学信号转换为电信号示意图,离子通道偶联受体与信号传导,:,动作电位到达突触末端，引起暂时性的去极化,;,去极化作用打开了电位门控钙离子通道，导致钙离子进入突触球,;,Ca,2+,浓度提高诱导分离的含神经递质分泌泡的分泌，释放神经递质,;,Ca,2+,引起储存小泡分泌释放神经递质,;,分泌的神经递质分子经扩散到达突触后细胞的表面受体,;,神经递质与受体的结合，改变受体的性质,;,离子通道开放，离子得以进入突触后细胞,;,突触后细胞中产生动作电位。,二、胞内信号传递第二信使,(,五,).,嗅觉感受器中,信号,途径,两位美国科学家的研究阐释了我们的嗅觉系统是如何运作的。他们发现了一个大型的基因家族（由,1000,种不同的基因组成，占我们基因总数的,3%,），这些基因构成了相当数量的嗅觉受体种类。这些受体位于嗅觉受体细胞之内，这些细胞在鼻上皮的上端，可以探测到吸入的气味分子；,气味分子与受体结合，激活腺苷酸环化酶，产生,cAMP,，开启,cAMP,门控阳离子通道，引起,Na,+,离子内流，膜去极化，产生神经冲动，形成嗅觉或味觉,;,Richard Axel,Born,:,2 July 1946,New York,NY,USA,Affiliation at the time of the award,:,Columbia University,New York,NY,USA,Linda B.Buck,Born,:,29 January 1947,Seattle,WA,USA,Affiliation at the time of the award,:,Fred Hutchinson Cancer Research Center,Seattle,WA,USA,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,2004,to them:,“,for their discoveries of odorant receptors and the organization of the olfactory system,”,二、胞内信号传递第二信使,(,六,).,视,觉感受器中,信号,途径,黑暗时视杆细胞中,cGMP,浓度较高，,cGMP,门控,Na,+,通道开放，,Na,+,内流，膜去极化，突触持续向次级神经元释放递质,；,有光时视紫红质作用于,G,蛋白，激活磷酸二酯酶，,cGMP,浓度下降，形成光感受,;,人视杆细胞模式图及其透射电镜下的一部分,视紫红质,视黄醛,转导素,(,G,蛋白,),磷酸二酯酶,视紫红质为,7,次跨膜蛋白，由视蛋白和视黄醛组成。信号途径为：光信号,Rh,激活,G,t,活化,cGMP,磷酸二酯酶激活,胞内,cGMP,减少,Na,+,离子通道关闭,离子浓度下降,膜超极化,神经递质释放减少,视觉反应,;,cGMP in photoreception,视杆细胞中,G,t,蛋白耦联的光受体（视紫红质）诱导的阳离子通道的关闭,第八章,细胞膜与细胞的信号转导,cell membrane and signal transduction,第三节 酶联受体信号传递途径,酶,偶,联受体,（,enzyme linked receptor,）,定义,：,本身具有激酶活性；或者可以连接非受体酪氨酸激酶。,类型：,受体酪氨酸激酶；,受体丝氨酸,/,苏氨酸激酶；,受体酪氨酸磷酸脂酶；,受体鸟苷酸环化酶；,酪氨酸蛋白激酶连接的受体；,组氨酸激酶连接的受体,(,与细菌的趋化性有关,),；,一、酪氨酸激酶受体的性质和作用,受体酪氨酸激酶,(,receptor tyrosine kinases,RTKs,),又称为酪氨酸蛋白激酶受体,;,一大类细胞表面受体家族，,50,余种，包括,6,个亚族,;,特点,：,单次跨膜蛋白,；,接受配体后,发生,二聚化和自磷酸化,，启动,下游信号转导；,酪氨酸,激酶,的类型：,胞质酪氨酸激酶：如,Src,、,JAK,；,核内酪氨酸激酶：如：,Abl,、,Wee,；,受体酪氨酸激酶：如：,EGF,受体。,途径,：,RAS,、,PI,3,K,和磷脂酰肌醇途径。,Six subfamilies of receptor tyrosine kinases.,Only one or two members of each subfamily are indicated.Note that the tyrosine kinase domain is inter-rupted by a“kinase insert region”in some of the subfamilies.The functional significance of the cysteine-rich and immunoglobulin-like domains is unknown.,质膜,细胞质基质,激酶插入区域,免疫球蛋白样结构域,酪氨酸,(Tyr),结构域,酪氨酸,(Tyr),激酶,结构域,上皮生长因子受体,血管内皮生长因子受体,成纤维细胞生长因子受体,血小板衍生生长因子受体,神经生长因子受体,胰岛素样生长因子受体,富含半胱氨酸,(,Cys,),结构域,Receptor tyrosine kinases and its activation,信号分子间的识别结构域,：,SH2,结构域：,是,“,Src,同源结构域,”,（,Src homology region,）的简称（,Src,an oncogene from,Rous sarcoma virus,RSV,）,；,介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白结合,；,SH3,结构域：介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白结合,；,PH,结构域：与,PIP,2,、,PIP,3,、,IP,3,等,结合,;,GRB2,（,growth,factor receptor binding protein 2,）：生长因子受体结合蛋白,2,;,跨膜硫酸乙酰肝素蛋白多糖,蛋白多糖的糖氨基多糖链,FGF,结合糖氨基多糖,配体诱导受体,-,酪氨酸激酶（,RTKs,）活化,PDGF,二聚体,配体结合所诱导的酪氨酸激酶（,RTK,）,二聚化与自磷酸化,活化的,RTK,激活,Ras,蛋白：接头蛋白连接活化的,RTK,与,Ras,激活蛋白（如,GRF,），活化的,Ras,蛋白诱发信号通路的,“,下游事件,”,。,二、酪氨酸激酶受体与,Ras,蛋白,Phosphotyrosines of RTK act as binding sites for a specific SH2 protein called GRB2,(,Growth factor receptor binding protein in mammalian,).,GRB2 is not a protein with catalytic activity,but one that functions solely as an adapter molecule that links other proteins into a complex.,Sos,(,son of sevenless,),is a guanine nucleotide exchange factor for Ras,(,Ras-GEF,).,When a ligand binds to the RTK and recruits the Grb2-Sos to the inner surface of the membrane,the Sos protein binds to Ras causing GDP/GTP exchange,thus activating Ras.,Steps in activation of Ras by RTKs,三、酶联受体的直达式信号传递途径,MAP-kinase serine/threonine phosphorylation Pathway activated by Ras,MAPKKK=Raf,(,Ser/Thr-PK,),MAP kinase,(,MAPK,),/ERK,=mitogen-activated protein kinase,/,extracellular signal regulated kinase,（,Raf,）,（,Mek,),（,ERk,),SH2,结构蜮,细胞质基质,细胞外,酪氨酸的自磷酸化,配体,(EGF),结合与受体聚集,细胞质蛋白质与,SH2,结合,活化的,PLC,激活,IP,3,-DAG,通路,活化的,GRB2-Sos,激活,Ras,通路,IP,3,受体通道,RTK-Ras signaling pathway,活化的,Ras,蛋白,激活,MAPK,磷酸化级联反应,甾类激素：,受体是胞内激素激活的基因调控蛋白；,受体与配体（如皮质醇）结合，使抑制性蛋白与受体分离，暴露与,DNA,的结合位点,；,受体结合的序列是受体依赖的转录增强子；,受体具有,3,个结构域,:,C,端的激素结合位点,;,中部具有锌指结构的,DNA,或,Hsp90,结合位点，富含,Cys,（半胱）,;,N,端的转录激活结构域,;,激素直接激活的基因产物属于转录因子，而后引起更多的基因表达。,抑制蛋白复合体,激素结合位点,转录激活结构域,DNA,结合结构域,类固醇激素,暴露出,DNA,结合位点,DNA,结合结构域,细胞内受体蛋白作用模型,皮质醇受体,雌激素受体,黄体酮受体,维生素,D,受体,甲状腺激素受体,视黄酸受体,铰合区,Some small hydrophobic hormones(steroid)whose receprors are intracellular gene regulatory proteins.,第九章,细胞膜与细胞识别,cell membrane and cell recognition,第一节,细胞,识别的现象,细胞识别,（,cell recognization,）,:,是指细胞间相互的辨认和鉴别，以及对自己和异己物质分子的认识现象。,细胞识别的特性：具有种属、组织、细胞特异性；,细胞识别的系统：,抗原,-