第二节细胞的信号传导

第二节细胞的信号转导信号:含有信息内容的一种物质或刺激信号的类型：化学信号：激素,递质,细胞因子机械信号：声音电磁信号：光电信号：电流跨膜信号转导概念指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。受体概念：能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质特性：（1）特异性（2）饱和性（3）亲和性跨膜信号转导的过程外界信号细胞膜表面一种或几种膜蛋白分子构象改变新的信号进入胞内膜电位或其他功能变化几种主要的跨膜信号转导方式根据膜受体的结构和功能，跨膜信号转导的路径可分为三类：离子通道型受体介导的信号转导G蛋白藕联受体介导的信号转导酶联型受体介导的信号转导一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变2、类型离子通道受体（化学门控通道）、电压门控离子通道、机械门控通道（一）离子通道受体（化学门控通道）1、涵义：是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜离子流动，也称促离子型受体。2、信号传导过程刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变3、分布神经肌接头信息传递神经细胞之间的突触传递化学门控离子通道示意图-Ach受体阳离子通道（二）电压门控离子通道1、涵义接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子跨膜流动将信号转导到细胞内部。2、信号转导过程刺激细胞膜电位的变化电压门控离子通道开放或关闭离子内流或外流新信号形成Na+通道和K+通道通道作用示意图（三）机械门控通道1、涵义细胞表面膜存在的能感受机械性刺激并引起细胞功能改变的通道样结构。2、实例及信号转导过程1）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛2）信号转导过程：机械信号（声）静纤毛偏曲机械门控离子通道开放离子内流膜电位变化二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导1、G蛋白耦联受体及其家族分子1）G蛋白耦联受体最大的细胞表面受体家族，共有300多种；受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部位；通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋白。2）G蛋白（GTP结合蛋白）耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位点和GTP酶活性。非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合一分子的GDP；当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP，并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。3）G蛋白效应器：A、催化生成第二信使的酶：包括:腺苷酸环化酶(AC)磷脂酶C(PLC)磷酸二脂酶(PDE)磷脂酶A2等B、离子通道:4）第二信使：它是激素、递质、细胞因子等信号分子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因子，间接地把细胞外信号转入细胞内。包括cAMP、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷(cGMP)和Ca2+等。由G－蛋白介导的跨膜信号转导图（二）G蛋白耦联受体介导的信号转导途径1.受体-G蛋白-AC途径2.受体-G蛋白-PLC途径1.受体-G蛋白-AC途径:2.受体-G蛋白-PLC途径信号物质膜表面的特异受体Gs-(兴奋性G蛋白)激活腺苷酸环化酶（AC)胞浆中的ATP分解膜内侧胞浆中cAMP增加激活蛋白激酶A(PKA)底物蛋白磷酸化发挥生物学效应外外界界剌剌激激信信号号膜膜受受体体GG蛋蛋白白激激活活磷磷脂脂酶酶CC（（PPLLCC））水水解解磷磷脂脂酰酰肌肌醇醇三三磷磷酸酸肌肌醇醇（（IIPP3）++二二酰酰甘甘油油（（DDGG））IIPP3激活内质网上的IP3受体Ca2+释放结合钙调蛋白（CaM）生成Ca2+.CaM复合物发挥生理功能DDGG激活蛋白激酶C磷酸化底物蛋白发挥生物效应三、酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体特点：受体只有一次跨膜α-螺旋。受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可直接激活胞质中酶。酶藕联受体的类型：酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体（一）酪氨酸激酶受体（TKR)特点：膜外侧-配位体结合点胞质侧-酪氨酸激酶结构域受体与酶是同一蛋白分子信号转导过程（二）酪氨酸激酶结合型受体1、特点：受体本身无蛋白激酶活性2、信号转导过程（三）鸟苷酸环化酶受体特点：受体分子只有一个跨膜α-螺旋；膜外侧为配体结合点（N端）；膜内侧有鸟苷酸环化酶（GC）结构域（C端）信号转导过程肽肽类类激激素素（（胰胰岛岛素素和和细细胞胞因因子子））激激活活酪酪氨氨酸酸激激酶酶受受体体胞胞质质侧侧酶酶活活性性部部位位活活化化激发信号蛋白的信号转导巨噬细胞和淋巴细胞产生的细胞因子激活受体分子激活胞质内的酪氨酸激酶磷酸化信号蛋白实现信号传导配体受体激活GC催化GTP生成cGMP激活蛋白激酶G（PKG）磷酸化底物蛋白信号传导