第二节--细胞跨膜信号转.ppt

第二节第二节细胞细胞(xbo)的跨膜信号转的跨膜信号转导导signaltransmembranetranductionofcell第一页，共三十页。一、细胞一、细胞(xbo)跨膜信号转导的概念跨膜信号转导的概念信号:含有(hn yu)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、电磁波等刺激第二页，共三十页。信号信号(xnho)的类型的类型v 化学信号 激素,递质,细胞因子v 机械(jxi)信号 声音v 电磁信号 光v 电信号 电流第三页，共三十页。跨膜信号转导跨膜信号转导(transmembranetranduction)外界信号 细胞膜表面 一种或几种膜蛋白分子构象改变(gibin)胞内信号分子变化 引起相应的效应 第四页，共三十页。二、细胞二、细胞(xbo)跨膜信号转导的方式跨膜信号转导的方式通过具有特异感受通过具有特异感受(gnshu)结构的通道蛋白结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导质完成的跨膜信号转导由膜的特异受体蛋白质、由膜的特异受体蛋白质、G-蛋白和膜的蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统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由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导第五页，共三十页。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(gngnng)改变（一）通过具有（一）通过具有(jyu)特异感受结构的通特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导道蛋白质完成的跨膜信号转导第六页，共三十页。1.化学化学(huxu)信号信号化学化学(huxu)门控离门控离子通道子通道 神经神经(shnjng)(shnjng)突触突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸化学物质控制：化学物质控制：递质、递质、激素等激素等主要分布：肌细胞的终板膜、神经细胞的突触主要分布：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。后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。作用：产生作用：产生(chnshng)局部电位局部电位第七页，共三十页。例：例：终板膜化学终板膜化学(huxu)门控通道门控通道运动神经末梢运动神经末梢AchAch门控通道门控通道蛋白（蛋白（a亚单位）亚单位）通道开放通道开放大量大量Na+流入胞内流入胞内胞膜去极化产生胞膜去极化产生(chnshng)终板电位终板电位完成化学信号向生物电信号的转换完成化学信号向生物电信号的转换 第八页，共三十页。(1)(1)特点特点(tdin)(tdin)：v 化学门控通道具有受体功能，可化学门控通道具有受体功能，可称为通道称为通道(tngdo)型受体，它们被激活时型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流动，也称为促能引起跨膜离子流动，也称为促离子型受体离子型受体(2)(2)分布：分布：神经肌接头信息传递神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递神经细胞之间的突触传递第九页，共三十页。2.电信号电信号电压电压(diny)门控离子通道门控离子通道 刺激刺激 细胞膜电位细胞膜电位(din wi)(din wi)的变化的变化 电电 压门控离子通道开放或关闭压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流离子内流或外流 新信号形成新信号形成 第十页，共三十页。2.电压门控通道电压门控通道主要分布主要分布(fnb)：神经轴突、骨骼肌、神经轴突、骨骼肌、心肌细心肌细胞的一般细胞膜上。胞的一般细胞膜上。作用：作用：产生动作电位产生动作电位跨膜电位控制跨膜电位控制(kngzh)例：钠通道例：钠通道第十一页，共三十页。(1)Na+(1)Na+通道通道(tngdo)(tngdo)电信号 膜内负电荷消失(xiosh)Na+通道突然开放 胞外Na+涌入胞内 膜电位变化 第十二页，共三十页。(2)K+(2)K+通道通道(tngdo)(tngdo)膜内形成膜内形成(xngchng)正电荷正电荷 K+通道开放通道开放胞内胞内K+流出胞外流出胞外 膜电位变化膜电位变化第十三页，共三十页。第十四页，共三十页。3.机械机械(jxi)门控通道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。道开放，产生感受器电位。例：听觉毛细胞、肌梭等例：听觉毛细胞、肌梭等各种门控通道完成各种门控通道完成(wnchng)的跨膜信号转导特点：的跨膜信号转导特点：（1）速度相对较快）速度相对较快（2）对外界作用出现反应的位点较局限。）对外界作用出现反应的位点较局限。第十五页，共三十页。3机械机械(jxi)信号信号-机械机械(jxi)门控通道门控通道机械信号（声）机械信号（声）耳蜗毛细胞纤毛弯曲耳蜗毛细胞纤毛弯曲毛细胞上机械门控离子通道开放毛细胞上机械门控离子通道开放离子跨离子跨膜流动膜流动(lidng)耳蜗微音器电位耳蜗微音器电位第十六页，共三十页。（二）由膜的特异受体蛋白（二）由膜的特异受体蛋白(dnbi)质、质、G-蛋白蛋白(dnbi)和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统统（G蛋白蛋白(dnbi)耦联受体介导的信号转导）耦联受体介导的信号转导）第十七页，共三十页。G蛋白耦联的膜受体有蛋白耦联的膜受体有500个以上个以上(yshng)，包括包括-和和-肾上腺素受体，乙酰胆碱肾上腺素受体，乙酰胆碱M受体，受体，5-羟色胺受体，腺苷受体，羟色胺受体，腺苷受体，嗅受体嗅受体,视紫红质受体和肽类受体等。视紫红质受体和肽类受体等。第十八页，共三十页。（1）G蛋白蛋白(dnbi)（A）G蛋蛋白白的的组组成成：1 亚亚单单位位，1 单单位位和和1 亚亚单单位位。紧紧密密结结合合在在一一起起。失失活活的的G蛋蛋白白以以GDP-异异三三聚聚体体形形式式存存在在。G蛋蛋白白激激活活：激激动动剂剂与与受受体体结结合合，使使G蛋蛋白白的的 与与分分离离，GDP-变变为为GTP-。G蛋蛋白白失失活活：G蛋蛋白白有有内内在在的的GTP酶酶活活性性，水水解解GTP,使使GTP-变成变成GDP-。第十九页，共三十页。（B）G蛋白介导的信号蛋白介导的信号(xnho)途径途径（a）c-AMP-蛋白激酶蛋白激酶A途径途径（b）c-GMP-蛋白激酶蛋白激酶G途径途径（c）磷酸肌醇途径）磷酸肌醇途径（d）细胞内钙信号途径）细胞内钙信号途径（e）MAPK途径途径第二十页，共三十页。3第二信使第二信使定义定义 外来刺激通过膜受体蛋白、外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和效应器酶系统蛋白和效应器酶系统使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减少种类种类(zhngli)环磷酸腺苷环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷、环磷酸鸟苷(cGMP)三磷酸肌醇三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油二酰甘油(DG)1第一信使：激素第一信使：激素(js)、递质等、递质等2效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等等第二十一页，共三十页。第二信使学说第二信使学说(xushu)G蛋白蛋白-GDP第一信使第一信使+RG蛋白蛋白-GTP效应器酶效应器酶蛋白激酶蛋白激酶第二信使第二信使及其他及其他第二信使前体第二信使前体细胞细胞(xbo)功能改变功能改变第二十二页，共三十页。二、G蛋白(dnbi)偶联受体介导的信号转导(一)cAMP信号(xnho)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细胞内生物效应第二十三页，共三十页。(二)磷脂酰肌醇信号(xnho)通路激素激素(j s)(j s)（第一信使）（第一信使）结结合合(jih)(jih)G蛋蛋白白偶偶联联受受体体激活激活G蛋白蛋白(与与、亚单位分离亚单位分离)膜外膜外N N端：识别、结合第一信使端：识别、结合第一信使膜内膜内C C端：激活端：激活G G蛋白蛋白兴奋性兴奋性G蛋白蛋白(GS)(GS)激活磷脂酶激活磷脂酶C C(PLC)(PLC)二二磷磷酸酸磷磷脂脂酰酰肌醇肌醇(PIP(PIP2 2)(第二信使）第二信使）IPIP3 3 和和 DG DG内质网内质网 释放释放CaCa2+2+激激 活活 蛋白激酶蛋白激酶C C细胞内生物效应细胞内生物效应第二十四页，共三十页。三、酶耦联受体介导的信号转导三、酶耦联受体介导的信号转导第二十五页，共三十页。酪氨酸激酶(jmi)受体特点：酶与受体是同一膜蛋白 这类受体一般只有一个(y)-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，并激活酪氨酸激酶第二十六页，共三十页。肽类激素（如胰岛素）、细胞因子（如肽类激素（如胰岛素）、细胞因子（如NGF）细胞膜上细胞膜上酪氨酸激酶酪氨酸激酶(jmi)受体受体膜内侧肽段的蛋白激酶被激活膜内侧肽段的蛋白激酶被激活酪氨酸残基酪氨酸残基磷酸化磷酸化细胞功能改变细胞功能改变 第二十七页，共三十页。鸟苷酸环化酶的受体特点：只有一个(y)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），第二十八页，共三十页。受体 GC信号转导过程(guchng)：GTPcGMPPKG配体ANP第二十九页，共三十页。内容(nirng)总结第二节 细胞的跨膜信号转导 signal transmembrane tranduction of cell。1.化学信号化学门控离子通道。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(chnshng)感受器电位。（A）G蛋白的组成：1亚单位，1单位和1亚单位。（a）c-AMP-蛋白激酶A途径。（b）c-GMP-蛋白激酶G途径。ANP第三十页，共三十页。