第四章-神经元间的信息传递.ppt

第四章第四章 神神经元元间的信息的信息传递 1.第一第一节 神神经元信息元信息传递的生理学的生理学2.一、一、突触突触结构与构与传递 1.概述概述突触：突触：一个神一个神经元与另一个神元与另一个神经元、肌元、肌细胞、腺胞、腺细胞以及其他效胞以及其他效应器器细胞或感受器胞或感受器细胞等胞等紧密接密接触并形成特殊触并形成特殊结构的构的功能接触部位。功能接触部位。3.分分类按接触部位按接触部位轴突突 树突型突型轴突突 胞体型胞体型轴突突 轴突型突型胞体胞体胞体型胞体型树突突树突型突型按按结构和机制构和机制化学性突触化学性突触电突触突触按照按照传递性性质兴奋性突触性突触抑制性突触抑制性突触4.2.电突触突触（1）缝隙隙连接（接（gapjunction）细胞胞间惟一能惟一能直接直接进行信息和物行信息和物质交交换的通道。的通道。由相由相邻细胞膜上的两个胞膜上的两个连接子（接子（connexon）相互）相互锚定而成定而成。六个六个连接蛋白（接蛋白（connexin）排列成六角形，中央有一直径）排列成六角形，中央有一直径约1.5nm的的孔形成了孔形成了连接两接两细胞的胞的亲水性孔道水性孔道。5.在体内有在体内有较广泛的分布，广泛的分布，发育期超育期超过发育成熟后育成熟后神神经系系统中主要存在于胶中主要存在于胶质细胞之胞之间分子量低于分子量低于1KD或直径小于或直径小于1.5nm的物的物质可通可通过缝隙隙连接接（2）电突触的作用突触的作用 功能意功能意义：使神使神经元形成同步化活元形成同步化活动不存在突触延不存在突触延搁传递信号可靠，不易受各种因素的影响信号可靠，不易受各种因素的影响传递速度快，易于形成同步化速度快，易于形成同步化6.电突触突触结构基构基础：缝隙隙连接接（gapjunction）电突触的突触突触的突触间隙很窄，在突触小体内隙很窄，在突触小体内无突触小泡无突触小泡，间隙两隙两侧的的膜是膜是对称称的，形成通道，的，形成通道，带电离子可通离子可通过通道通道传递电信号。信号。特点：特点：电突触多数是突触多数是双向双向传导的，即的，即缝隙隙连接，是以接，是以电流（流（电讯号）号）传递信息。作信息。作为化学突触化学突触,其其传递是是单向性的，向性的，化学物化学物质（神（神经递质）作）作为通通讯的媒介。的媒介。7.3.化学突触化学突触经典典突突触触传递，即即突突出出前前神神经元元产生生的的兴奋性性电信信号号（动作作电位位）诱发突突触触前前膜膜释放放神神经递质，跨跨过突突触触间隙隙而而作作用用于于突突触触后后膜膜，进而而改改变突突触触后后神神经元元的的电活活动。突突触触前前神神经元元首首先先通通过释放放神神经递质，将将神神经元元电信信号号转变为化化学学信信号号，然然后后携携带信信息息的的神神经递质作作用用于于突突触触后后膜膜，并并将将化化学学信信号号再再转换为电信信号号，所所以以又又称称为电化学化学电传递。8.（1）化学突触的解剖）化学突触的解剖结构构 突触前膜突触前膜 7.5 nm7.5 nm，递质、受体、受体 突触突触间隙隙 202030 nm30 nm，粘多糖、糖蛋白、，粘多糖、糖蛋白、水解水解酶 突触后膜突触后膜 受体、离子通道受体、离子通道以以轴突末梢突末梢释放特殊的化学物放特殊的化学物质来完成突触来完成突触传递的方式的方式9.（2）突触前膜）突触前膜（presynapticmembrane）突触突触终扣（扣（synapticbutton）致密突起（致密突起（denseprojection）网格（网格（grid）突触囊泡突触囊泡，突触小泡，突触小泡（synapticvesicle）信号整合区信号整合区特征：特征：大量突触囊泡大量突触囊泡10.（3）突触）突触间隙隙(synapticcleft)约20nm含含电子致密物子致密物质11.（4）突触后膜）突触后膜（postsynapticmembrane）含多种特异的蛋白含多种特异的蛋白质，主要是，主要是受体蛋白、通道受体蛋白、通道蛋白蛋白，还有一些能分解神有一些能分解神经递质使之失活的使之失活的酶类。特征：特征：颗粒和粒和细丝12.4.突触突触传递synaptictransmission突触前神突触前神经元：元：电信号信号化学信号化学信号突触突触间隙：隙：化学化学物物质突触后神突触后神经元元突触后神突触后神经元：化学信号元：化学信号电信号信号13.过程程Ca2+内流内流进入突触前膜入突触前膜囊泡囊泡释放放递质到突触到突触间隙隙递质作用于突触后膜受体，作用于突触后膜受体，打开打开钠通道通道递质激活突触后膜激活突触后膜G蛋白蛋白偶偶联受体受体递质作用于突触前膜作用于突触前膜受体或被突触前膜重受体或被突触前膜重摄入入递质被胶被胶质细胞胞摄入入突触囊泡的形成突触囊泡的形成其它囊泡其它囊泡释放放（1）化学突触的）化学突触的传递过程和特点程和特点14.特点特点(1)单向向传递(2)突触延突触延搁（0.5ms）(3)总和和(4)对内内环境境变化的敏感性化的敏感性(5)对某些某些药物敏感物敏感15.（2）突触前膜去极化和）突触前膜去极化和Ca2的内流的内流16.（3）突触前）突触前递质释放放以胞吐（以胞吐（exocytosis）的形式）的形式释放神放神经递质以胞吞（以胞吞（endocytosis）的方式）的方式进行再生行再生Endocytosisandexocytosis17.神神经递质在突触前在突触前细胞胞发生冲生冲动（动作作电位）位）时，钙离子通道离子通道负责将将去极化去极化转化成神化成神经递质的的释放。放。兴奋-分泌耦合（分泌耦合（excitation-secretioncoupling）18.（4）量子）量子释放与胞吐作用放与胞吐作用量子量子释放（放（quantalrelease）胞吐（胞吐（exocytosis）去极化去极化Ca2内流内流泊靠泊靠融合融合、卸、卸货胞胞饮、再填充、再填充量子量子释放的基放的基础：一个囊泡，：一个囊泡，“最小包装最小包装”19.融合方式融合方式吻了就跑吻了就跑（kiss-and-run）全融合全融合20.（5）参与胞吐作用的相关蛋白）参与胞吐作用的相关蛋白突触囊泡膜蛋白突触囊泡膜蛋白突触前膜蛋白突触前膜蛋白质胞液中的蛋白胞液中的蛋白质突触蛋白突触蛋白、突触小泡蛋白、突触、突触小泡蛋白、突触结合合蛋白、囊泡整合蛋白家族等蛋白、囊泡整合蛋白家族等突触融合蛋白、突触小体相关蛋白突触融合蛋白、突触小体相关蛋白-25、生生长相关蛋白相关蛋白-43等等N乙基乙基马来来酰亚胺敏感因子胺敏感因子-可溶性可溶性NSF附着蛋白附着蛋白GAP-43 (green)Synapsin21.（6）神）神经递质突触前突触前释放的放的调制制4种种调制靶点制靶点 内在内在过程程:由静息膜由静息膜电位或位或动作作电位位发放的放的变化所引起化所引起 2种种过程程外部外部过程程:其它神其它神经元的突触元的突触输入入 改改变启启闭钙通道通道改改变钙通道通道门控控改改变K+或或Na+内流内流作用于作用于Ca2+内流的下游机制内流的下游机制22.（7）慢）慢传递与快与快传递快信息快信息传导：直接：直接产生突触后生突触后电位，位，1mS是突触是突触传递的基本形式的基本形式慢信息慢信息传导:产生一系列生化反生一系列生化反应，以秒，以秒计是一种是一种调制机制制机制23.二、突触整合二、突触整合（synapticintegration）Atypicalmammalianneuroninthecortexmaybeinsynapticcontactwith100-1000otherneurons兴奋性突触后性突触后电位位(EPSP)抑制性突触后抑制性突触后电位位(IPSP)突触整合突触整合:神神经元将各种元将各种传入冲入冲动引引起的起的突触后突触后反反应进行行空空间和和时间的的总和和，最，最终决定决定是否是否输出出动作作电位的位的过程。程。24.中中科科院院上上海海生生命命科科学学研研究究院院神神经研研究究所所的的研研究究人人员发现了了大大脑皮皮层维持持兴奋和和抑抑制制动态平平衡衡的的新新机机制制，并并画画出出了了一一幅幅大大脑皮皮层“太太极极图”，这项研研究究有有助助于于分分析析癫痫、精精神神分分裂裂症症等等神神经系系统疾疾病病。这一一研研究究成成果果公公布布在在公公共共科科学学图书馆生生物物学学（PLoS Biology）杂志上。志上。大大脑皮皮层各各种种功功能能的的正正常常发挥依依赖于于皮皮层中中兴奋和和抑抑制制的的动态平平衡衡。在在皮皮层神神经网网络中中，兴奋性性的的锥体体神神经元元和和抑抑制制性性的的中中间神神经元元通通过突突触触结构构形形成成局局部部神神经环路路，这些些环路路是是皮皮层中中兴奋-抑抑制制平平衡衡的的结构构基基础。一一般般认为，兴奋性性神神经元元发放放的的动作作电位位（数数码信信号号）沿沿轴突突传导至至突突触触前前膜膜，通通过突突触触传递在在抑抑制制性性神神经元元上上产生生兴奋性性突突触触后后电位位（EPSP），如如果果达达到到特特定定的的发放放阈值，抑抑制制性性神神经元元会会产生生动作作电位位并并在在其其支支配配的的兴奋性性神神经元元上上产生生抑抑制制性性突突触触后后电位位（IPSP），从从而而反反馈抑抑制制兴奋性性神神经元元。大大脑皮皮层的的电活活动状状态与与行行为息息息息相相关关，那那么么皮皮层又又是是如如何何在在不不同同的的电活活动状状态下下（即即当当神神经元元处于于不不同同的的膜膜电位位水水平平时）维持持兴奋-抑制的抑制的动态平衡呢？平衡呢？25.研研究究人人员在在离离体体脑薄薄片片上上应用用膜膜片片钳技技术同同时记录多多个个皮皮层神神经元元，发现反反馈性性抑抑制制受受到到突突触触前前锥体体神神经元元膜膜电位位的的调控控：锥体体神神经元元的的阈下下膜膜电位位去去极极化化（兴奋性性提提高高）可可增增强其其动作作电位位在在突突触触后后锥体体神神经元元上上引引起起的的双双突突触触IPSP（抑抑制制性性增增强）。进一一步步实验证明明，双双突突触触IPSP的的增增强是是由由抑抑制制性性中中间神神经元元所所介介导：突突触触前前去去极极化化增增大大动作作电位位在在抑抑制制性性中中间神神经元元上上诱发EPSP（膜膜电位位依依赖的的模模拟信信号号），并并使使其其发放放动作作电位位的的概概率率和和数数目目增增加加，从从而而介介导IPSP的的增增强。这种种膜膜电位位依依赖的的EPSP和和IPSP的的变化由化由轴突突D-电流（一种快激活但流（一种快激活但缓慢失活的慢失活的钾电流）所介流）所介导。该研研究究揭揭示示了了大大脑皮皮层动态维持持其其网网络中中兴奋和和抑抑制制平平衡衡的的新新机机制制。由由于于皮皮层中中这一一平平衡衡的的破破坏坏与与癫痫、精精神神分分裂裂症症等等神神经系系统疾疾病病有有关关，这项研研究究成成果果可可为相相关关疾疾病病的的临床床治治疗提提供供新新思思路。路。26.突触整合（突触整合（synapticintegration）：）：不是突触不是突触电位位简单的代数和的代数和是突触是突触处被激活的被激活的电导和离子流的和离子流的对抗作用抗作用受突触受突触电位在神位在神经元元树突分支上几何位置的影响突分支上几何位置的影响是是脑最基本功能活最基本功能活动的本的本质27.（1）突触整合的）突触整合的简单形式形式总和和时间总和和空空间总和和（2）突触整合的关）突触整合的关键部位部位轴突始段（突始段（axoninitialsegment）即即动作作电位的触位的触发区区 轴突始段突始段28.三、突触可塑性三、突触可塑性（synapticplasticity）突触可塑性突触可塑性指化学性突触指化学性突触传递效能的改效能的改变，包括，包括突触突触传递增增强和和突触突触传递减弱减弱两方面，表两方面，表现为突触后膜上突触后膜上电反反应的增的增强或减弱或减弱。Typical LTP graph,obtained from the CA1 region of the hippocampus 根据根据电反反应持持续时间：短短时程突触可塑性程突触可塑性长时程突触可塑性程突触可塑性29.突触可塑性突触可塑性（广（广义）突触突触传递可塑性可塑性突触突触发育可塑性育可塑性突触形突触形态的可塑性的可塑性30.（1）短）短时程突触可塑性程突触可塑性突触前神突触前神经末梢受到一末梢受到一连串有效串有效电刺激后，刺激后，在短在短时间内（数十毫秒到数十分内（数十毫秒到数十分钟）突触前或突）突触前或突触后反触后反应的增的增强或减弱。或减弱。三三种种形形式式突触易化（突触易化（synapticfacilitation）强直后增直后增强（posttetanicpotentiation,PTP）突触抑制（突触抑制（synapticdepression）31.（2）长时程突触可塑性程突触可塑性可以持可以持续数小数小时乃至数周的突触活乃至数周的突触活动的增的增强与抑制与抑制现象，分象，分别被称被称为LTP和和LTD。LTP(longtermpotentiation)：突触前末梢受到：突触前末梢受到强直刺激后，突触后神直刺激后，突触后神经元出元出现的一种突触后的一种突触后电位持位持续性增性增强的的现象。象。LTP被普遍被普遍视为构成学构成学习与与记忆基基础的主要分子机制之一的主要分子机制之一32.long-term synaptic potentiation33.LTD（longtermdepression）突触突触传递效效应持持续性性下降的一种下降的一种现象，象，小小脑皮皮层是是产生生LTD的的重要部位之一。重要部位之一。Sti:PFRec:PC-EPSPSti:PF and CF(14Hz)+PFRec:PC-EPSP PCCFPF34.第二第二节 神神经系系统信号信号转导指神指神经递质、神、神经调质、激素、神、激素、神经营养因子或养因子或细胞因子胞因子等等细胞胞间信号信号转化化为细胞内生物化学信号并胞内生物化学信号并产生后生后续神神经细胞胞功能改功能改变的的过程。程。受体（受体（receptor）:存在于存在于细胞膜或胞膜或细胞内的生物大分子（糖胞内的生物大分子（糖蛋白或脂蛋白），能蛋白或脂蛋白），能够特异性地特异性地识别和和结合有生物活性的化学合有生物活性的化学信号物信号物质，启，启动一系列信号一系列信号转导，产生相生相应的生物效的生物效应。35.受体的分受体的分类、命名及分子、命名及分子结构构细胞膜胞膜受体受体环状受体状受体七次跨膜七次跨膜螺旋受体螺旋受体一次跨膜螺旋受体一次跨膜螺旋受体细胞内胞内受体受体受体的基本特征受体的基本特征1）饱和性和性2）特异性）特异性3）可逆）可逆性性4）亲和性和性5）区域分布性）区域分布性36.1）环状受体状受体,配体配体门控离子通道控离子通道（ligand-gatedionchannel）特征特征由由45个跨膜个跨膜亚单位聚集，构成位聚集，构成中央水相孔洞中央水相孔洞每个每个亚单位一般具有位一般具有24个由疏个由疏水氨基酸水氨基酸组成的跨膜成的跨膜螺旋区段螺旋区段每个每个亚单位都有一个位都有一个较大的大的细胞胞外外N端，上面有特异性配体端，上面有特异性配体结合的部合的部位。位。37.2）七次跨膜）七次跨膜螺旋受体螺旋受体,2）七次跨膜）七次跨膜螺旋受体螺旋受体G蛋白偶蛋白偶联受体（受体（Gproteincoupledreceptor）蛇型受体（蛇型受体（serpentinereceptor）七次跨膜七次跨膜螺旋受体螺旋受体结构构一条一条肽链，7次跨膜；次跨膜；N端在膜外，糖修端在膜外，糖修饰,亲水性水性氨基酸氨基酸组成成跨膜部分跨膜部分为 螺旋螺旋结构，构，疏水疏水 C端在胞内，端在胞内，为与效与效应器偶器偶联的部位或本身的效的部位或本身的效应部位部位特征特征38.G蛋白蛋白:能能结合并水解三磷酸合并水解三磷酸鸟苷，且其功能也受苷，且其功能也受GTP-GDP转化的化的调节受体和各种效受体和各种效应器器（酶、通道）之、通道）之间的通的通过G蛋白偶蛋白偶联39.3）一次跨膜螺旋受体）一次跨膜螺旋受体催化型受体（催化型受体（catalyticreceptor）酶偶偶联受体（受体（enzymecoupledreceptor）一次跨膜螺旋受体一次跨膜螺旋受体结构构全部全部为糖蛋白且只有一个跨膜螺糖蛋白且只有一个跨膜螺旋旋结构构配体与受体配体与受体结合后改合后改变酶的活性的活性由由4部分部分组成：成：识别部位、跨膜部位、跨膜结构构催化部位、催化部位、调节部位部位40.细胞内受体胞内受体多多为反式作用因子（反式作用因子（trans-actingfactor）特征特征通常通常为4001000个氨基酸残基个氨基酸残基四个区域：四个区域：高度可高度可变区，含区，含25603个氨基酸残基，具个氨基酸残基，具转录激活作用激活作用DNA结合区，有合区，有6668个氨基酸残基，富含半胱氨酸并有个氨基酸残基，富含半胱氨酸并有锌指指结构构 激素激素结合区，由合区，由220250个氨基酸残基个氨基酸残基铰链区，短序列区，短序列41.受体活性受体活性调节受体下受体下调：数目减少和数目减少和/或或结合力降低与失敏合力降低与失敏 受体上受体上调：数目增多和数目增多和/或或对配体的配体的结合力增加合力增加 常常见机制机制磷酸化和脱磷酸化作用磷酸化和脱磷酸化作用G蛋白的蛋白的调节酶促水解作用促水解作用42.神神经系系统信号信号转导方式方式直接激活离直接激活离子通道受体子通道受体激活激活G蛋白蛋白偶偶联受体受体激活酪氨酸激活酪氨酸激激酶作用于神作用于神经元胞元胞质或核内或核内受体受体43.一、一、G蛋白与跨膜信号蛋白与跨膜信号转导G蛋白蛋白:能能结合并水解合并水解三磷酸三磷酸鸟苷苷，且其功能也受，且其功能也受GTP-GDP转化的化的调节44.1.G蛋白的特点及分蛋白的特点及分类特点特点 都是膜蛋白（不跨膜）都是膜蛋白（不跨膜）都由三个不同的都由三个不同的亚单位位组成，成，亚单位通常位通常组成成紧密的二聚体，共同密的二聚体，共同发挥作作用。用。亚:3946kDa，有特异的有特异的GTP结合合位点，有位点，有GTP酶活性活性，不同，不同G蛋白的蛋白的结构上的差构上的差别主要表主要表现在在 亚单位。位。45.（1）当外）当外环境中不存在受体的激境中不存在受体的激动剂时，G蛋白的三个蛋白的三个亚单位呈聚合状位呈聚合状态，亚单位与位与GDP结合合,形成形成G蛋白蛋白GDP复合体。（复合体。（2）当外）当外环境中存在受境中存在受体的激体的激动剂时，受体与之，受体与之结合，同合，同时释放放GDP,形成配体受体形成配体受体G蛋白复蛋白复合体。（合体。（3）在）在镁离子存在的条件下，离子存在的条件下，GDP为GTP所取代，使整个复合体所取代，使整个复合体解离解离为三部分三部分;即受体，即受体，复合体及被激活的复合体及被激活的亚单位与位与GTP复合体。激复合体。激活的活的亚单位与位与GTP复合体可激活效复合体可激活效应器，例如腺苷酸器，例如腺苷酸环化化酶。由于激活。由于激活的的亚单位本身具有位本身具有GTP酶活性，因而活性，因而GTP被水解被水解为GDP,后者再和后者再和亚单位形成位形成G蛋白三聚体，完成蛋白三聚体，完成G蛋白的循蛋白的循环。2.G蛋白的作用机制蛋白的作用机制46.47.3.G蛋白在中枢神蛋白在中枢神经系系统的作用的作用直接直接调节的的离子通道离子通道：钾通道、通道、钙通道及内向整流通道及内向整流钾通道通道激活激活细胞内的胞内的酶而而产生生第二信使第二信使再影响离子通道或其他再影响离子通道或其他启启动慢，持慢，持续时间长48.二、二、第二信使介第二信使介导的信号的信号转导途径途径通常以通常以细胞膜胞膜为界，将胞外信号分子（神界，将胞外信号分子（神经递质和和激素等）第一信使，而膜内的小分子化合物被称激素等）第一信使，而膜内的小分子化合物被称为第二第二信使（胞内信使）。信使（胞内信使）。1第一信使：激素、第一信使：激素、递质等等2效效应器器酶：腺苷酸：腺苷酸环化化酶、磷、磷酯酶C等等3第二信使：第二信使：环腺苷酸（腺苷酸（cAMP）,环鸟苷酸（苷酸（cGMP）,Ca2,一氧化氮（一氧化氮（NO）,IP3，前列腺素，前列腺素等。等。49.1.腺苷酸腺苷酸环化化酶/cAMP-依依赖性蛋白激性蛋白激酶系系统 该系系统含有含有质膜中的三种膜中的三种组分：分：受体，受体，G蛋白蛋白,AC 胞外信号通胞外信号通过控制控制AC来控制来控制cAMP浓度度50.激活激活cAMP依依赖的蛋白激的蛋白激酶A调节亚基，催化基，催化亚基基51.CREB反反应元件蛋白元件蛋白丝氨酸残基磷酸化氨酸残基磷酸化52.神神经递质通通过G蛋白偶蛋白偶联受体介受体介导的的AC-cAMP-PKA信号信号转导途径途径肾上腺素（上腺素（型）、促型）、促肾上腺皮上腺皮质激素等刺激激素等刺激AC,激活激活cAMP阿片阿片肽、肾上腺素（上腺素（型）型）等抑制等抑制AC,降低降低cAMP53.2.鸟苷酸苷酸环化化酶/cGMP-依依赖性蛋白激性蛋白激酶系系统鸟苷酸苷酸环化化酶（GC)催化催化GTP生成生成cGMP,激活激活cGMP依依赖的蛋白激的蛋白激酶（PKG）。）。cGMP与与GC一起构成一起构成细胞胞信息信息传递中另一重要的第二信使系中另一重要的第二信使系统。虽然在然在细胞内胞内cGMP的水平比的水平比cAMP低很多，但在某些低很多，但在某些可可兴奋组织中起着某种特异的中起着某种特异的调节作用。如脊椎作用。如脊椎动物物视网网膜光膜光电转换机制，小机制，小脑浦肯野浦肯野细胞内第二信使，胞内第二信使，还可以可以调节平滑肌的肌平滑肌的肌张力。力。54.胞外信号分子与胞外信号分子与细胞表面胞表面G蛋白耦蛋白耦联型受体型受体结合，激合，激活活质膜上的磷脂膜上的磷脂酶C（PLC-），使），使质膜上膜上4，5-二磷酸磷二磷酸磷脂脂酰肌醇（肌醇（PIP2）水解成）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（IP3）和）和二二酰基甘油（基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号）两个第二信使，胞外信号转换为胞内胞内信号，信号，这一信号系一信号系统又称又称为“双信使系双信使系统”。3.膜磷脂代膜磷脂代谢产物介物介导的不同的第二信使系的不同的第二信使系统55.IP3-Ca2信号信号传递途径途径IP3与内与内质网上的网上的IP3配体配体门钙通道通道结合，开启合，开启钙通道，通道，使胞内使胞内Ca2+浓度升高。激活各度升高。激活各类依依赖钙离子的蛋白。离子的蛋白。56.DG-PKC信号信号传递途径途径DG结合于合于质膜上，可活化膜上，可活化与与质膜膜结合的蛋白激合的蛋白激酶C（PKC）。）。PKC以非活性以非活性形式分布于形式分布于细胞溶胞溶质中，当中，当细胞接受刺激，胞接受刺激，产生生IP3，使使Ca2+浓度升高，度升高，PKC便便转位到位到质膜内表面，被膜内表面，被DG活化，活化，PKC可以使蛋白可以使蛋白质的的丝氨酸氨酸/苏氨酸残基磷酸化。氨酸残基磷酸化。另一种另一种DG生成途径，即由磷生成途径，即由磷脂脂酶催化催化质膜上的磷脂膜上的磷脂酰胆胆碱断裂碱断裂产生的生的DG，用来，用来维持持PKC的的长期效期效应。57.膜磷脂代膜磷脂代谢产物介物介导的不同的第二信使系的不同的第二信使系统58.三、三、胞内胞内钙信号途径信号途径神神经细胞的功能大都与胞的功能大都与Ca2密切相关密切相关胞胞浆内游离内游离Ca2浓度在度在0.011 mol/L，大多数神，大多数神经元元为100nmol/L细胞外液中胞外液中Ca2浓度度约2.5mmol/L胞内胞内Ca2主要反主要反应：激活激活钙调蛋白（蛋白（calmodulin，CaM），PKC59.（1）引起神）引起神经元元Ca2+升高的主要方式升高的主要方式 Ca 2内流内流 胞胞浆内的内的钙库：内内质网、核等网、核等 钙通道通道电压敏感性敏感性钙通道：通道：（VSCCs）配体配体门控性控性钙通道：通道：（LGCCs）L-型、型、N-型、型、P/Q-型、型、T-型型 NMDAR、nAChR、5-HTR3、AMPAR、KAR（2）神）神经元元Ca2+外排外排Ca2-ATP酶，即，即 Ca2泵Na/Ca2交交换体体60.电压敏感性敏感性Ca2通道通道（1）引起神）引起神经元元Ca2+升高的主要方式升高的主要方式61.配体配体门控性控性Ca2通道通道62.（2）神）神经元元Ca2外排外排Na2+/Ca2+交交换体体Ca2+-ATPase63.四、四、胞内其它信号胞内其它信号转导途径途径酪氨酸蛋白激酪氨酸蛋白激酶（tyrosineproteinkinase，TPK）在）在细胞的生胞的生长、增殖、分化等、增殖、分化等过程中程中发挥重重要的要的调节作用。作用。细胞胞质膜上的受体型膜上的受体型TPK，催化型受体，催化型受体胞胞浆中的非受体型中的非受体型TPK，酶偶偶联受体受体64.1.酪氨酸激酪氨酸激酶受体的信号受体的信号转导途径途径本身既是受体又具有酪氨酸激本身既是受体又具有酪氨酸激酶的活性的活性对蛋白的磷酸化作用只限于酪氨酸残基蛋白的磷酸化作用只限于酪氨酸残基其活性不受其活性不受细胞内第二信使分子的胞内第二信使分子的调节酶的活性部分即的活性部分即为位于位于细胞内的一个催化胞内的一个催化结构域，构域，是某些生是某些生长因子膜受体的一部分。因子膜受体的一部分。受体酪氨酸蛋白激受体酪氨酸蛋白激酶（receptortyrosineproteinkinase,RTPK）65.受体型受体型TPK-Ras-MAPKTPK-Ras-MAPK途径途径 催化型受体与配体催化型受体与配体结合后，合后，发生自身磷酸生自身磷酸化并磷酸化中介分子化并磷酸化中介分子Grb2Grb2和和SOSSOS，使其活，使其活化，化，进而激活而激活RasRas蛋白，蛋白，开启开启为多种生多种生长因子信因子信息息传递过程所共有的程所共有的RasRas通路通路。66.2.酪氨酸激酪氨酸激酶偶偶联受体的信号受体的信号转导途径途径 受体本身不具有受体本身不具有酶催化活性，胞内部分含非催化活性，胞内部分含非受体酪氨酸蛋白激受体酪氨酸蛋白激酶的的结合位点合位点 受体受体为多多亚基的复合物基的复合物 有两个家族：有两个家族：JAK PKT家族家族 Src PKT家族家族67.JAK-STAT信号信号转导途径途径1、配体与受体配体与受体结合合导致受体二聚化致受体二聚化2、二聚化受体激活二聚化受体激活JAK3、JAK将将STAT磷酸化磷酸化4、STAT形成二聚体，形成二聚体，暴露出入核信号暴露出入核信号5、STAT进入核内，入核内，调节基因表达。基因表达。68.五、五、信息信息传导通路中的蛋白通路中的蛋白质磷酸化磷酸化磷酸化与脱磷酸化是生磷酸化与脱磷酸化是生物体物体最基本和最重要最基本和最重要的的调节反反应，依靠，依靠蛋白激蛋白激酶和和蛋白磷酸蛋白磷酸酶完成。完成。磷酸化和脱磷酸化能磷酸化和脱磷酸化能够以很以很快快的速度的速度进行行信号信号转导级联反反应的的终末几乎都是蛋白末几乎都是蛋白质的磷的磷酸化酸化概念和意概念和意义大量大量负电荷荷69.1.神神经系系统主要的第二信使依主要的第二信使依赖性性蛋白激蛋白激酶（1）PKA脑内的蛋白激内的蛋白激酶主要是主要是PKA四聚体（四聚体（C2R2）组成的成的别构构酶70.（2）PKG神神经系系统另一主要另一主要类型的蛋白激型的蛋白激酶PKG与与PKA同源同源cGMP与与PKG的的调节区区结合合71.（3）Ca2依依赖性蛋白激性蛋白激酶CaMPK：被：被Ca2+结合合钙调蛋白所活化蛋白所活化PKC：在：在Ca2+结合合DG或其它脂或其它脂类所活化所活化分分类在神在神经系系统均存在均存在CaM-kinasePKC72.1)CaMPKTheactivationofCaM-kinaseII.Ca2+CaMCa2+-CaMCaM-PKIICaM-PKIIMAP2酪氨酸酪氨酸羟化梅化梅色氨酸色氨酸羟化化酶管蛋白管蛋白突触蛋白突触蛋白73.2）PKC74.2.受磷酸化受磷酸化调控的神控的神经系系统蛋白蛋白质蛋白磷酸化蛋白磷酸化参与参与调控神控神经元各种各元各种各样的功能：的功能：离子通道活性的离子通道活性的调节神神经递质受体的敏感性受体的敏感性神神经递质的合成、的合成、释放和再放和再摄取取轴突内物突内物质的的转运运树突和突和轴突的形成突的形成过程程神神经元的特异性元的特异性多种形式的神多种形式的神经可塑性和学可塑性和学习记忆75.六、六、细胞外信号胞外信号对基因基因转录的的调控控短短时程反程反应：对具体生理具体生理过程的程的调节，终止于胞止于胞浆，对功能蛋白功能蛋白进行磷酸化反行磷酸化反应而而实现。长时程反程反应：对基因表达的基因表达的调控，包括控，包括转录和翻和翻译，其中，其中转录是基因表达是基因表达过程中主要受程中主要受细胞外信胞外信号号调节的步的步骤。真核真核细胞的基因胞的基因转录必需依必需依赖各种各种转录因子的参与因子的参与配体与膜受体配体与膜受体结合合配体直接配体直接进入胞内与胞入胞内与胞浆或核内受体或核内受体结合合转录因子因子生成途径生成途径76.1.cAMP反反应元件元件结合蛋白合蛋白CREBcAMP诱导的神的神经肽基因的基因的调节区有一段特殊回文区有一段特殊回文结构的碱构的碱基序列基序列5-TGACGTCA-3，是，是cAMP产生生调节所必需的，被所必需的，被称称为cAMP反反应元件（元件（cAMPresponseelement,CRE）能与能与CRE结合的合的转录因子被称因子被称为CRE结合蛋白（合蛋白（cAMPresponseelementbindingprotein，CREB）。）。CREB可作可作为神神经递质、神、神经营养因子以及即早基因养因子以及即早基因c-fos的的转录因子因子，广泛参与神，广泛参与神经系系统中多种中多种递质的的转录激活作用激活作用。77.78.思考题1、比、比较电突触和化学性突触的异同（突触和化学性突触的异同（结构和构和传递方式）。方式）。2、突触、突触传递的的过程和特点程和特点3、突触可塑性的概念和分、突触可塑性的概念和分类4、根据受体性、根据受体性质不同不同对神神经系系统信号信号转导方式的分方式的分类 5、受体的概念、分受体的概念、分类和特性和特性6.简述述G蛋白的作用机制。蛋白的作用机制。7.常常见的第二信使和信号的第二信使和信号传导通路的名称？通路的名称？8.简述神述神经递质通通过G蛋白偶蛋白偶联受体介受体介导的的AC-cAMP-PKA信号信号转导途途径。径。9.简述膜磷脂述膜磷脂PIP2代代谢产物介物介导的第二信使系的第二信使系统。10.引起神引起神经元元钙离子升高的方式是什么？离子升高的方式是什么？79.