細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(1)

1、第十五章第十五章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) （signal transduction）概述概述 第一節(jié)第一節(jié) 胞外信號(hào)胞外信號(hào)第二節(jié)第二節(jié) 受體受體第三節(jié)第三節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白質(zhì)第四節(jié)第四節(jié) 第二信使第二信使第五節(jié)第五節(jié) 信號(hào)的整合信號(hào)的整合第六節(jié)第六節(jié) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與醫(yī)學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與醫(yī)學(xué)內(nèi)內(nèi) 容容概概 述述 通過(guò)化學(xué)信號(hào)分子而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的生命通過(guò)化學(xué)信號(hào)分子而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的現(xiàn)象稱為活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的現(xiàn)象稱為細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）整個(gè)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程包括了以下幾個(gè)方面整個(gè)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程包括了以下幾個(gè)方面: 第一信使第一信使

2、: 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的第一信使，即胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的第一信使，即胞外外 信號(hào)分子，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、光子等；信號(hào)分子，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、光子等； 受體受體: 細(xì)胞表面以及細(xì)胞內(nèi)部能接受這些化學(xué)信細(xì)胞表面以及細(xì)胞內(nèi)部能接受這些化學(xué)信號(hào)分子的受體；號(hào)分子的受體； 第二信使第二信使:受體將信號(hào)分子所攜帶的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槭荏w將信號(hào)分子所攜帶的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，稱為第二信使；細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，稱為第二信使； 蛋白質(zhì)變化蛋白質(zhì)變化: 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的蛋白質(zhì)變化及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的蛋白質(zhì)變化及其所引發(fā)的細(xì)胞行為的改變。所引發(fā)的細(xì)胞行為的改變。 細(xì)胞所接受的信號(hào)稱為細(xì)胞所接受的信號(hào)稱為配體配體

3、（ligand），既可以是物理信號(hào)（光、，既可以是物理信號(hào)（光、熱、電流），也可以是化學(xué)信號(hào)，在有熱、電流），也可以是化學(xué)信號(hào)，在有機(jī)體間和細(xì)胞間的通訊中最廣泛的信號(hào)機(jī)體間和細(xì)胞間的通訊中最廣泛的信號(hào)是化學(xué)信號(hào)，也統(tǒng)稱為是化學(xué)信號(hào)，也統(tǒng)稱為第一信使（第一信使（first messenger）。 第一節(jié)第一節(jié) 胞外信號(hào)胞外信號(hào) 1、從從化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞信號(hào)分子分類：對(duì)細(xì)胞信號(hào)分子分類： 短肽短肽 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氣體分子（氣體分子（NO、CO）(80(80年代后期發(fā)現(xiàn)年代后期發(fā)現(xiàn)) ) 氨基酸氨基酸 核苷酸核苷酸 脂類脂類 膽固醇衍生物等膽固醇衍生物等 其共同特點(diǎn)是：其共同特點(diǎn)是： 特異性特

4、異性：只能與特定的受體結(jié)合；：只能與特定的受體結(jié)合； 高效性高效性：幾個(gè)分子即可發(fā)生明顯的生物學(xué)效：幾個(gè)分子即可發(fā)生明顯的生物學(xué)效 應(yīng)，應(yīng)，這一特性有賴于細(xì)胞的信號(hào)逐級(jí)放大系統(tǒng)；這一特性有賴于細(xì)胞的信號(hào)逐級(jí)放大系統(tǒng)； 可被滅活性可被滅活性：完成信息傳遞后可被降解或修飾而：完成信息傳遞后可被降解或修飾而失去活性，保證信息傳遞的完整性以及使細(xì)胞免于失去活性，保證信息傳遞的完整性以及使細(xì)胞免于疲勞。疲勞。 2、從從產(chǎn)生和作用方式產(chǎn)生和作用方式對(duì)胞外的化學(xué)信號(hào)分類：對(duì)胞外的化學(xué)信號(hào)分類： 內(nèi)分泌激素內(nèi)分泌激素 神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì) 局部化學(xué)介導(dǎo)因子局部化學(xué)介導(dǎo)因子 氣體分子氣體分子 等等 3 3、按信號(hào)分

5、子、按信號(hào)分子作用的距離作用的距離分類：分類： 內(nèi)分泌內(nèi)分泌 旁分泌旁分泌 自分泌自分泌內(nèi)分泌（內(nèi)分泌（endocrine)endocrine) 由內(nèi)分泌細(xì)胞釋放信號(hào)分子（激素）到由內(nèi)分泌細(xì)胞釋放信號(hào)分子（激素）到血液中，通過(guò)血液循環(huán)或細(xì)胞外液至全身，血液中，通過(guò)血液循環(huán)或細(xì)胞外液至全身，到達(dá)并作用于距離較遠(yuǎn)的靶細(xì)胞。到達(dá)并作用于距離較遠(yuǎn)的靶細(xì)胞。旁分泌（旁分泌（paracrine)paracrine) 細(xì)胞通過(guò)分泌化學(xué)介質(zhì)到細(xì)胞外液中，細(xì)胞通過(guò)分泌化學(xué)介質(zhì)到細(xì)胞外液中，經(jīng)局部擴(kuò)散近距離作用于靶細(xì)胞。經(jīng)局部擴(kuò)散近距離作用于靶細(xì)胞。 如神經(jīng)遞質(zhì)由一個(gè)神經(jīng)元向另一個(gè)神經(jīng)如神經(jīng)遞質(zhì)由一個(gè)神經(jīng)元向另一

6、個(gè)神經(jīng)元或向肌肉細(xì)胞的傳遞過(guò)程。元或向肌肉細(xì)胞的傳遞過(guò)程。 發(fā)生在創(chuàng)傷或感染組織刺激細(xì)胞增殖以發(fā)生在創(chuàng)傷或感染組織刺激細(xì)胞增殖以恢復(fù)功能時(shí)?；謴?fù)功能時(shí)。自分泌（自分泌（autocrine)autocrine) 細(xì)胞對(duì)自身分泌物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)細(xì)胞對(duì)自身分泌物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 。 常見(jiàn)于病理?xiàng)l件下，如常見(jiàn)于病理?xiàng)l件下，如腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞合成和合成和釋放生長(zhǎng)因子刺激自身及鄰近細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤釋放生長(zhǎng)因子刺激自身及鄰近細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖失控。細(xì)胞的增殖失控。 見(jiàn)于見(jiàn)于培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞分泌某些生長(zhǎng)因子來(lái)刺激分泌某些生長(zhǎng)因子來(lái)刺激自身的生長(zhǎng)繁殖。自身的生長(zhǎng)繁殖。 胞外信號(hào)可以引導(dǎo)出兩種主要的細(xì)胞內(nèi)胞外信號(hào)可以引導(dǎo)出

7、兩種主要的細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)：反應(yīng)： 一是引起特異的已存在蛋白的活性或功能一是引起特異的已存在蛋白的活性或功能的改變；的改變； 二是由于轉(zhuǎn)錄因子的修飾所導(dǎo)致的基因轉(zhuǎn)二是由于轉(zhuǎn)錄因子的修飾所導(dǎo)致的基因轉(zhuǎn)錄激活或抑制而引起的細(xì)胞新合成的蛋白數(shù)錄激活或抑制而引起的細(xì)胞新合成的蛋白數(shù)量方面的變化；量方面的變化； 大多數(shù)情況下，前者反應(yīng)方式比后者反應(yīng)大多數(shù)情況下，前者反應(yīng)方式比后者反應(yīng)方式發(fā)生的快些。方式發(fā)生的快些。第二節(jié)第二節(jié) 受受 體體 20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來(lái)，由于分子生物學(xué)理論年代以來(lái)，由于分子生物學(xué)理論的確立與技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠從基因角的確立與技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠從基因角度去認(rèn)識(shí)受體在結(jié)構(gòu)上的復(fù)

8、雜性以及在功能度去認(rèn)識(shí)受體在結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性以及在功能上的特異性上的特異性。 過(guò)去意義上（生理學(xué)上或藥理學(xué)上）的某一過(guò)去意義上（生理學(xué)上或藥理學(xué)上）的某一種受體，在基因水平上（或者在受體蛋白的一級(jí)種受體，在基因水平上（或者在受體蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)上）卻有多種不同的類型，而這種不同的分結(jié)構(gòu)上）卻有多種不同的類型，而這種不同的分子類型與過(guò)去我們難以理解的受體復(fù)雜功能是密子類型與過(guò)去我們難以理解的受體復(fù)雜功能是密切相關(guān)的。隨著研究的不斷深入，受體的基因研切相關(guān)的。隨著研究的不斷深入，受體的基因研究會(huì)向人們揭示受體作用的精細(xì)機(jī)制。究會(huì)向人們揭示受體作用的精細(xì)機(jī)制。 細(xì)胞利用近細(xì)胞利用近20個(gè)家族的受體蛋白接

9、受來(lái)自于外個(gè)家族的受體蛋白接受來(lái)自于外界的各種物理、化學(xué)的刺激，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。界的各種物理、化學(xué)的刺激，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。絕大多數(shù)受體是膜蛋白，能與化學(xué)性的配體交互絕大多數(shù)受體是膜蛋白，能與化學(xué)性的配體交互作用，或者直接受物理因素的調(diào)控（如光吸收）；作用，或者直接受物理因素的調(diào)控（如光吸收）；另有一部分化學(xué)信號(hào)（如甾類激素、另有一部分化學(xué)信號(hào)（如甾類激素、NO等氣體分等氣體分子）則穿過(guò)細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)的受體相結(jié)合。子）則穿過(guò)細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)的受體相結(jié)合。 受體和配體結(jié)合后通常有受體和配體結(jié)合后通常有兩種方式兩種方式使信號(hào)轉(zhuǎn)移使信號(hào)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中的信號(hào)分子，并使其激活：到細(xì)胞質(zhì)中的信號(hào)分子，并使

10、其激活： 當(dāng)配體與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后，可以當(dāng)配體與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后，可以改改變膜受體的構(gòu)象變膜受體的構(gòu)象，進(jìn)而改變受體位于細(xì)胞質(zhì)部分，進(jìn)而改變受體位于細(xì)胞質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)；的結(jié)構(gòu)； 配體與受體的結(jié)合也會(huì)引起配體與受體的結(jié)合也會(huì)引起二聚體的變化二聚體的變化，進(jìn)而進(jìn)一步調(diào)控下游蛋白的活性。進(jìn)而進(jìn)一步調(diào)控下游蛋白的活性。 一、受體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)一、受體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) 受體（受體（receptor）作為具有特定功能的作為具有特定功能的蛋白質(zhì)，或存在于蛋白質(zhì)，或存在于細(xì)胞膜細(xì)胞膜上，或存在于上，或存在于細(xì)細(xì)胞質(zhì)胞質(zhì)和和細(xì)胞核細(xì)胞核內(nèi)，接受外界的信號(hào)并將這內(nèi)，接受外界的信號(hào)并將這一信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞

11、內(nèi)的一系列生物化學(xué)反一信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的一系列生物化學(xué)反應(yīng)，從而對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或功能產(chǎn)生影響應(yīng)，從而對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或功能產(chǎn)生影響。 受體所接受的外界信號(hào)包括受體所接受的外界信號(hào)包括神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、生長(zhǎng)因子、光子、某些化學(xué)物質(zhì)激素、生長(zhǎng)因子、光子、某些化學(xué)物質(zhì)（如（如可誘導(dǎo)嗅覺(jué)和味覺(jué)的化學(xué)物質(zhì)）及其他細(xì)胞可誘導(dǎo)嗅覺(jué)和味覺(jué)的化學(xué)物質(zhì)）及其他細(xì)胞外信號(hào)。這些不同的配體作用于不同的受體外信號(hào)。這些不同的配體作用于不同的受體而產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。而產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。 不同的受體具有不同的配體結(jié)合能力，不同的受體具有不同的配體結(jié)合能力，同一類型的受體在不同的組織部位時(shí)，其同一類型的受體在不同的

12、組織部位時(shí)，其結(jié)合配體的能力也不完全相同。結(jié)合配體的能力也不完全相同。 總體而言，受體有其一定的結(jié)構(gòu)和功能總體而言，受體有其一定的結(jié)構(gòu)和功能規(guī)律規(guī)律。二、根據(jù)其分布，受體可分為二、根據(jù)其分布，受體可分為膜受體膜受體與與胞內(nèi)受體胞內(nèi)受體 根據(jù)靶細(xì)胞上受體存在的部位，可將受體分根據(jù)靶細(xì)胞上受體存在的部位，可將受體分為為細(xì)胞表面受體（細(xì)胞表面受體（cell surface receptor）和和細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)受體（內(nèi)受體（intracellular receptor）。 還有一種存在于還有一種存在于細(xì)胞膜上的受體細(xì)胞膜上的受體，當(dāng)配體與這，當(dāng)配體與這種受體特異性結(jié)合介導(dǎo)了細(xì)胞的內(nèi)吞作用，形成種受體特異性

13、結(jié)合介導(dǎo)了細(xì)胞的內(nèi)吞作用，形成內(nèi)吞體從而將配體分子帶入細(xì)胞。內(nèi)吞體從而將配體分子帶入細(xì)胞。 細(xì)胞表面受體（細(xì)胞表面受體（cell sueface receptor)cell sueface receptor)細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞內(nèi)受體(intracellular receptor)(intracellular receptor)細(xì)胞膜受體細(xì)胞膜受體( membrane receptor)( membrane receptor)（一）細(xì)胞表面受體存在于細(xì)胞膜上（一）細(xì)胞表面受體存在于細(xì)胞膜上 膜受體大約包括了膜受體大約包括了20個(gè)家族，研究得比較個(gè)家族，研究得比較清楚的：清楚的：受體酪氨酸激酶、受體酪

14、氨酸激酶、G蛋白偶聯(lián)受體、蛋白偶聯(lián)受體、細(xì)胞因子受體、鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（細(xì)胞因子受體、鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（guanylyl cyclase）受體、腫瘤壞死因子受體、）受體、腫瘤壞死因子受體、Notch受受體、體、Hedgehog受體受體等。除此以外，還有一種等。除此以外，還有一種重要的膜受體即重要的膜受體即配體閘門通道配體閘門通道。 1酪氨酸激酶酪氨酸激酶 酪氨酸激酶（酪氨酸激酶（tyrosine kinase，trk）有兩種主有兩種主要類型，一種存在于細(xì)胞質(zhì)中，它受細(xì)胞內(nèi)其他要類型，一種存在于細(xì)胞質(zhì)中，它受細(xì)胞內(nèi)其他化學(xué)信號(hào)的調(diào)控，激活后使底物蛋白上酪氨酸殘化學(xué)信號(hào)的調(diào)控，激活后使底物蛋白上酪氨酸殘基

15、磷酸化；另一種就是位于細(xì)胞膜上起受體作用基磷酸化；另一種就是位于細(xì)胞膜上起受體作用的酪氨酸激酶，故也稱為的酪氨酸激酶，故也稱為受體酪氨酸激酶受體酪氨酸激酶（receptor trk）。）。 為跨膜蛋白，朝向細(xì)胞外的部分稱為配體結(jié)合為跨膜蛋白，朝向細(xì)胞外的部分稱為配體結(jié)合區(qū)，起受體的作用，與相應(yīng)的配體結(jié)合。區(qū)，起受體的作用，與相應(yīng)的配體結(jié)合。 作為這一類受體的配體包括作為這一類受體的配體包括胰島素、類胰島胰島素、類胰島素生長(zhǎng)因子、血小板生長(zhǎng)因子、集落刺激因子和素生長(zhǎng)因子、血小板生長(zhǎng)因子、集落刺激因子和表皮生長(zhǎng)因子表皮生長(zhǎng)因子等等。以生長(zhǎng)因子為配體的受體酪氨酸激酶家族以生長(zhǎng)因子為配體的受體酪氨酸激

16、酶家族 受體朝向細(xì)胞質(zhì)一側(cè)的部分稱為受體朝向細(xì)胞質(zhì)一側(cè)的部分稱為激酶活性區(qū)激酶活性區(qū)，具，具有酪氨酸激酶的活性。有酪氨酸激酶的活性。 當(dāng)配體與配體結(jié)合區(qū)結(jié)合后，通過(guò)蛋白質(zhì)構(gòu)象的當(dāng)配體與配體結(jié)合區(qū)結(jié)合后，通過(guò)蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化，使位于細(xì)胞質(zhì)部分的激酶活性區(qū)的酪氨酸變化，使位于細(xì)胞質(zhì)部分的激酶活性區(qū)的酪氨酸殘基發(fā)生殘基發(fā)生自體磷酸化自體磷酸化（autophosphorylation）。）。 形成一個(gè)或數(shù)個(gè)空間結(jié)構(gòu)，稱形成一個(gè)或數(shù)個(gè)空間結(jié)構(gòu)，稱SH2結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)。 可以與具有可以與具有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)結(jié)合并使之激活，結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)結(jié)合并使之激活，激活后的蛋白質(zhì)進(jìn)一步催化細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反激活后

17、的蛋白質(zhì)進(jìn)一步催化細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，從而把細(xì)胞外的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)。應(yīng)，從而把細(xì)胞外的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)。 2. 七次跨膜受體七次跨膜受體 七次跨膜受體（七次跨膜受體（seven-helix receptor）與相應(yīng)與相應(yīng)的配體結(jié)合后，觸發(fā)受體蛋白的構(gòu)象改變，后者的配體結(jié)合后，觸發(fā)受體蛋白的構(gòu)象改變，后者再進(jìn)一步調(diào)節(jié)再進(jìn)一步調(diào)節(jié)G蛋白的活性而將配體的信號(hào)傳遞蛋白的活性而將配體的信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)，故這類受體也稱為到細(xì)胞內(nèi)，故這類受體也稱為G蛋白偶聯(lián)受體（蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptor）。）。 G蛋白偶聯(lián)受體所具有的共同結(jié)構(gòu)特征是：蛋白偶聯(lián)受體所具有的共同結(jié)構(gòu)

18、特征是： 由一條肽鏈組成，其中含有由一條肽鏈組成，其中含有7個(gè)跨膜個(gè)跨膜螺旋區(qū)域；螺旋區(qū)域； 氨基端朝向細(xì)胞外，而羧基端則朝向細(xì)胞內(nèi)，氨基端朝向細(xì)胞外，而羧基端則朝向細(xì)胞內(nèi)，有有4個(gè)胞外區(qū)和個(gè)胞外區(qū)和4個(gè)胞內(nèi)區(qū)；個(gè)胞內(nèi)區(qū)； 氨基末端帶有一些糖基化的位點(diǎn)，而在細(xì)胞內(nèi)氨基末端帶有一些糖基化的位點(diǎn)，而在細(xì)胞內(nèi)羧基末端的第三個(gè)袢和羧基末端各有一個(gè)在蛋白羧基末端的第三個(gè)袢和羧基末端各有一個(gè)在蛋白激酶催化下發(fā)生磷酸化的位點(diǎn)，這些位點(diǎn)與受體激酶催化下發(fā)生磷酸化的位點(diǎn)，這些位點(diǎn)與受體活性調(diào)控有關(guān)?；钚哉{(diào)控有關(guān)。G蛋白偶聯(lián)受體的一般結(jié)構(gòu)特征蛋白偶聯(lián)受體的一般結(jié)構(gòu)特征G G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體(G peote

19、in-coupled (G peotein-coupled receptor)receptor)在生物體內(nèi)分布廣泛在生物體內(nèi)分布廣泛, ,種類多樣種類多樣: : 激素受體激素受體 神經(jīng)遞質(zhì)受體神經(jīng)遞質(zhì)受體 光激活受體光激活受體 嗅覺(jué)受體嗅覺(jué)受體-腎上腺素受體腎上腺素受體是最早被闡明的：是最早被闡明的： 腎上腺素腎上腺素在啟動(dòng)機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)時(shí)格外在啟動(dòng)機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)時(shí)格外重要。在搏斗或高負(fù)荷鍛煉時(shí)，機(jī)體的所重要。在搏斗或高負(fù)荷鍛煉時(shí)，機(jī)體的所有組織對(duì)葡萄糖以及脂肪酸所產(chǎn)生的有組織對(duì)葡萄糖以及脂肪酸所產(chǎn)生的ATPATP的的需求都突然增加。這些最基本的代謝燃料需求都突然增加。這些最基本的代謝燃料可以

20、在數(shù)秒鐘內(nèi)由肝臟快速分解糖原（肝可以在數(shù)秒鐘內(nèi)由肝臟快速分解糖原（肝糖分解作用）以及脂肪細(xì)胞分解甘油三脂糖分解作用）以及脂肪細(xì)胞分解甘油三脂（脂解作用）而進(jìn)入血液而供給。（脂解作用）而進(jìn)入血液而供給。 在哺乳動(dòng)物中，腎上腺素（或去甲腎上腺素）和在哺乳動(dòng)物中，腎上腺素（或去甲腎上腺素）和肝細(xì)胞肝細(xì)胞以及以及脂肪細(xì)胞脂肪細(xì)胞表面的表面的-腎上腺素能受體腎上腺素能受體結(jié)合后啟動(dòng)葡萄糖結(jié)合后啟動(dòng)葡萄糖以及脂肪酸的釋放。以及脂肪酸的釋放。 腎上腺素和腎上腺素和心肌細(xì)胞心肌細(xì)胞表面的表面的-腎上腺素能受體結(jié)合能腎上腺素能受體結(jié)合能夠提高心肌收縮率，增加組織血供。夠提高心肌收縮率，增加組織血供。 相反，在腸

21、道的相反，在腸道的平滑肌細(xì)胞平滑肌細(xì)胞，腎上腺素和，腎上腺素和-腎上腺腎上腺素能受體的結(jié)合卻導(dǎo)致這些細(xì)胞的松弛。素能受體的結(jié)合卻導(dǎo)致這些細(xì)胞的松弛。 存在于腸道，皮膚以及腎臟的血管壁的存在于腸道，皮膚以及腎臟的血管壁的平滑肌細(xì)胞平滑肌細(xì)胞2-2-腎上腺素能受體腎上腺素能受體，當(dāng)腎上腺素和這些受體結(jié)合后會(huì)導(dǎo)致，當(dāng)腎上腺素和這些受體結(jié)合后會(huì)導(dǎo)致小動(dòng)脈的收縮，從而引起其周圍器官的循環(huán)中斷。小動(dòng)脈的收縮，從而引起其周圍器官的循環(huán)中斷。 腎上腺素腎上腺素的不同效應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)相同的結(jié)果：為適應(yīng)機(jī)的不同效應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)相同的結(jié)果：為適應(yīng)機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)，為快速運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿∪馓峁┠芰?。體的應(yīng)激反應(yīng)，為快速運(yùn)動(dòng)的主

22、要?jiǎng)恿∪馓峁┠芰俊? 1- -腎上腺素受體腎上腺素受體,2 2- -腎上腺素受體腎上腺素受體 與激活型與激活型G G蛋白結(jié)合蛋白結(jié)合1 1 - -腎上腺素受體腎上腺素受體,2 2 - -腎上腺素受體腎上腺素受體 與抑制型與抑制型G G蛋白結(jié)合蛋白結(jié)合腎上腺素受體都是腎上腺素受體都是G G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體 不同的受體類型與不同的不同的受體類型與不同的G G蛋白結(jié)合蛋白結(jié)合, ,引引發(fā)不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑. .3. 細(xì)胞因子受體細(xì)胞因子受體 細(xì)胞因子（細(xì)胞因子（cytokine，CK）是一類能在細(xì)胞是一類能在細(xì)胞間傳遞信息、具有調(diào)節(jié)多種細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)或間傳

23、遞信息、具有調(diào)節(jié)多種細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)或小分子多肽。大多數(shù)細(xì)胞因子受體（小分子多肽。大多數(shù)細(xì)胞因子受體（cytokine receptor）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞單位組成的）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞單位組成的異源二聚體或多聚體，通常包括一個(gè)特異性配體異源二聚體或多聚體，通常包括一個(gè)特異性配體結(jié)合的結(jié)合的鏈和一個(gè)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的鏈和一個(gè)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的鏈。鏈。 鏈只構(gòu)成低親和力受體。鏈只構(gòu)成低親和力受體。鏈單獨(dú)不能與細(xì)胞鏈單獨(dú)不能與細(xì)胞因子結(jié)合，但與因子結(jié)合，但與鏈結(jié)合后參與高親和力受體的鏈結(jié)合后參與高親和力受體的形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)首先需要配體與受體結(jié)合并細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

24、首先需要配體與受體結(jié)合并誘導(dǎo)受體二聚體的形成，使二聚體細(xì)胞質(zhì)部分的誘導(dǎo)受體二聚體的形成，使二聚體細(xì)胞質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)域相互作用，由此引發(fā)不同途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。結(jié)構(gòu)域相互作用，由此引發(fā)不同途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 細(xì)胞因子受體主要分為四種類型：細(xì)胞因子受體主要分為四種類型： 免疫球蛋白超家族（免疫球蛋白超家族（IGSF） 造血細(xì)胞因子受體超家族造血細(xì)胞因子受體超家族 神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體超家族神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體超家族 趨化因子受體趨化因子受體 4配體閘門通道配體閘門通道 配體閘門通道（配體閘門通道（ligand-gated ion channel）是是一類自身為離子通道的受體，主要存在于神經(jīng)、一類自身為離子通道的受

25、體，主要存在于神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞，其信號(hào)分子為神經(jīng)遞質(zhì)。肌肉等可興奮細(xì)胞，其信號(hào)分子為神經(jīng)遞質(zhì)。 這類受體通常由這類受體通常由5個(gè)亞單位組成，而每個(gè)亞單個(gè)亞單位組成，而每個(gè)亞單位有位有4個(gè)疏水的跨膜區(qū)域（個(gè)疏水的跨膜區(qū)域（transmembrane domain），其羧基末端和氨基末端均朝向細(xì)胞外），其羧基末端和氨基末端均朝向細(xì)胞外基質(zhì)。基質(zhì)。 5個(gè)亞單位在細(xì)胞膜上共同構(gòu)成一個(gè)通道，其個(gè)亞單位在細(xì)胞膜上共同構(gòu)成一個(gè)通道，其中每一個(gè)亞單位的中每一個(gè)亞單位的M2跨膜區(qū)域的氨基酸組成與細(xì)跨膜區(qū)域的氨基酸組成與細(xì)胞內(nèi)外離子的通過(guò)有關(guān)胞內(nèi)外離子的通過(guò)有關(guān)。 最早被確認(rèn)的這類受體是最早被確認(rèn)的這類受體

26、是N型乙酰膽堿受體型乙酰膽堿受體。 由由2 2、和和5 5個(gè)亞單位構(gòu)成。個(gè)亞單位構(gòu)成。每個(gè)亞單位有每個(gè)亞單位有4 4個(gè)跨膜區(qū)域（個(gè)跨膜區(qū)域（transmembrane transmembrane domaindomain）（）（M1M1、M2M2、M3M3和和M4)M4)。5 5個(gè)亞單位構(gòu)成一個(gè)通道。個(gè)亞單位構(gòu)成一個(gè)通道。N型乙酰膽堿受體結(jié)構(gòu)模式圖型乙酰膽堿受體結(jié)構(gòu)模式圖 神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)與受體的結(jié)合而改變通道神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)與受體的結(jié)合而改變通道蛋白的構(gòu)象，導(dǎo)致離子通道的開(kāi)啟或關(guān)閉，蛋白的構(gòu)象，導(dǎo)致離子通道的開(kāi)啟或關(guān)閉，改變質(zhì)膜的離子通透性，瞬間將胞外化學(xué)改變質(zhì)膜的離子通透性，瞬間將胞外化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換

27、為電信號(hào)，繼而改變突觸后細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，繼而改變突觸后細(xì)胞的興奮性。的興奮性。乙酰膽堿受體乙酰膽堿受體以三種構(gòu)象存在以三種構(gòu)象存在: :與與2 2分子乙酰膽堿結(jié)合使通道開(kāi)放；分子乙酰膽堿結(jié)合使通道開(kāi)放；幾十毫秒內(nèi)又回到關(guān)閉狀態(tài)；幾十毫秒內(nèi)又回到關(guān)閉狀態(tài)；乙酰膽堿解離乙酰膽堿解離, ,受體恢復(fù)到初始狀態(tài)。受體恢復(fù)到初始狀態(tài)。離子通道型受體分為：離子通道型受體分為：陽(yáng)離子通道：陽(yáng)離子通道：乙酰膽堿、谷氨酸、乙酰膽堿、谷氨酸、5-5-羥色胺的受體；羥色胺的受體；陰離子通道：陰離子通道：甘氨酸、甘氨酸、 - -氨基丁酸的受體氨基丁酸的受體5. 受體受體S/T激酶激酶 受體受體S/T激酶（激酶（r

28、eceptor serine/threonine kinase）也是一類生長(zhǎng)因子受體，其細(xì)胞質(zhì)部分具有也是一類生長(zhǎng)因子受體，其細(xì)胞質(zhì)部分具有絲氨絲氨酸、蘇氨酸激酶酸、蘇氨酸激酶活性，進(jìn)而參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程?；钚裕M(jìn)而參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。 這類受體的配體以蛋白二聚體形式與兩種不這類受體的配體以蛋白二聚體形式與兩種不同的受體亞單位（同的受體亞單位（型受體亞單位和型受體亞單位和型受體亞型受體亞單位）結(jié)合而使激酶活化；單位）結(jié)合而使激酶活化； 相應(yīng)配體包括：相應(yīng)配體包括：激活素（激活素（activin）、抑制素）、抑制素（inhibin）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogene

29、tic protein，BMP）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）等等。 人類基因組中有：人類基因組中有： 7個(gè)編碼個(gè)編碼型受體的基因型受體的基因 5個(gè)編碼個(gè)編碼型受體的基因型受體的基因 受體的激酶激活后，磷酸化轉(zhuǎn)錄因子受體的激酶激活后，磷酸化轉(zhuǎn)錄因子Smads，磷酸化的，磷酸化的Smads從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入核從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入核參與基因表達(dá)的調(diào)控。參與基因表達(dá)的調(diào)控。6. 鳥(niǎo)苷環(huán)化酶受體鳥(niǎo)苷環(huán)化酶受體 動(dòng)物細(xì)胞上有一種跨膜受體，其細(xì)胞質(zhì)動(dòng)物細(xì)胞上有一種跨膜受體，其細(xì)胞質(zhì)部分具有鳥(niǎo)苷環(huán)化酶活性，能分解部分具有鳥(niǎo)苷環(huán)化酶活性，能分解GTP形形成成c

30、GMP，稱為，稱為鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶受體（guanylyl cyclase receptor）。 NO、CO等信號(hào)分子可激活細(xì)胞質(zhì)中可等信號(hào)分子可激活細(xì)胞質(zhì)中可溶性的溶性的鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶。 鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶受體的配體主要是一些多肽，鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶受體的配體主要是一些多肽，受體大多為同二聚體，分為受體大多為同二聚體，分為A、C、D、 E、F等類型。等類型。 心房鈉尿肽心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide ）來(lái)自于心臟，與鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶受體來(lái)自于心臟，與鳥(niǎo)甘酸環(huán)化酶受體A結(jié)合后具有結(jié)合后具有調(diào)節(jié)腎臟的水鹽代謝、舒張血管而控制血壓的作用。調(diào)節(jié)腎臟的水鹽代謝、舒

31、張血管而控制血壓的作用。 7. 腫瘤壞死因子受體腫瘤壞死因子受體 腫瘤壞死因子（腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）和腫瘤壞死因子受體（）和腫瘤壞死因子受體（tumor necrosis factor receptor family）是相互作是相互作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系。包括兩種類型受體。用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系。包括兩種類型受體。 兩類受體兩類受體在結(jié)構(gòu)上基本相似，細(xì)胞外的在結(jié)構(gòu)上基本相似，細(xì)胞外的部分為配體結(jié)合部分，包含有部分為配體結(jié)合部分，包含有40個(gè)氨基酸殘個(gè)氨基酸殘基組成的基組成的4個(gè)重復(fù)序列，每一個(gè)重復(fù)序列含有個(gè)重復(fù)序列，每一個(gè)重復(fù)序列含有6個(gè)保守半胱氨酸殘基，受

32、體一次穿膜后與個(gè)保守半胱氨酸殘基，受體一次穿膜后與胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相聯(lián)系。胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相聯(lián)系。 3個(gè)受體亞單位與由同樣個(gè)受體亞單位與由同樣3個(gè)亞單位形成個(gè)亞單位形成的配體結(jié)合，激活后的受體能激活細(xì)胞膜上的配體結(jié)合，激活后的受體能激活細(xì)胞膜上的磷脂酶產(chǎn)生磷脂類的第二信使，并誘發(fā)細(xì)的磷脂酶產(chǎn)生磷脂類的第二信使，并誘發(fā)細(xì)胞行為的改變。胞行為的改變。 淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞分泌的分泌的TNF稱為淋巴因子，三聚稱為淋巴因子，三聚體的淋巴因子與腫瘤壞死因子受體結(jié)合后參體的淋巴因子與腫瘤壞死因子受體結(jié)合后參與休克和炎癥反應(yīng)、預(yù)防細(xì)菌感染、殺死腫與休克和炎癥反應(yīng)、預(yù)防細(xì)菌感染、殺死腫瘤細(xì)胞等；此外還參與細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡瘤

33、細(xì)胞等；此外還參與細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。8. Hedgehog受體受體 Hedgehog是一種分泌性蛋白，與膽固醇共價(jià)是一種分泌性蛋白，與膽固醇共價(jià)結(jié)合，在發(fā)育中起重要作用。結(jié)合，在發(fā)育中起重要作用。 果蠅的果蠅的Hedgehog基因突變導(dǎo)致幼蟲(chóng)體表出現(xiàn)許基因突變導(dǎo)致幼蟲(chóng)體表出現(xiàn)許多刺突，似刺猬，故稱為多刺突，似刺猬，故稱為Hedgehog。脊椎動(dòng)物中。脊椎動(dòng)物中至少有至少有3個(gè)基因編碼個(gè)基因編碼Hedgehog蛋白，即：蛋白，即：Shh、Ihh和和Dhh。 Hedgehog(Hh)是是1980年從果蠅體內(nèi)分離的一種分節(jié)極性基因。其突變可年從果蠅體內(nèi)分離的一種分節(jié)極

34、性基因。其突變可使果蠅胚胎發(fā)育成毛團(tuán)狀使果蠅胚胎發(fā)育成毛團(tuán)狀,酷似刺猬酷似刺猬,故而得名。它在其他生物和哺乳動(dòng)物故而得名。它在其他生物和哺乳動(dòng)物亦廣泛存在亦廣泛存在,是一種高度保守的基因。哺乳動(dòng)物是一種高度保守的基因。哺乳動(dòng)物Hh有有SHh、IHh 和和DHh 細(xì)胞膜上有兩種跨膜蛋白作為細(xì)胞膜上有兩種跨膜蛋白作為Hedgehog受體受體（Hedgehog receptor），），即即Patched（Ptc）和）和Smoothened（Smo），介導(dǎo)），介導(dǎo)Hedgehog信號(hào)向胞內(nèi)信號(hào)向胞內(nèi)傳遞。傳遞。 Ptc是是12次跨膜蛋白，能與次跨膜蛋白，能與Hedgehog結(jié)合；結(jié)合；Smo為為7次跨

35、膜蛋白，與次跨膜蛋白，與G蛋白偶聯(lián)受體同源，當(dāng)?shù)鞍着悸?lián)受體同源，當(dāng)Hedgehog與與Ptc結(jié)合時(shí)，則可以解除結(jié)合時(shí)，則可以解除Ptc對(duì)對(duì)Smo的的抑制作用，引發(fā)與抑制作用，引發(fā)與G蛋白偶聯(lián)受體參與基因表達(dá)蛋白偶聯(lián)受體參與基因表達(dá)調(diào)控類似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。調(diào)控類似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。 Hedgehog信號(hào)通路信號(hào)通路中激活的轉(zhuǎn)錄因子中激活的轉(zhuǎn)錄因子是是Ci(Cubitus imterruptus),具有鋅指結(jié)構(gòu)。具有鋅指結(jié)構(gòu)。在胞質(zhì)中它與其他蛋白形成復(fù)合體，當(dāng)在胞質(zhì)中它與其他蛋白形成復(fù)合體，當(dāng)Hedgehog與與Ptc結(jié)合時(shí)，結(jié)合時(shí)，Ci的降解被抑制，的降解被抑制，從復(fù)合體中釋放出來(lái)，全長(zhǎng)的從復(fù)合體中釋放出來(lái)，全長(zhǎng)的Ci進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞核中，啟動(dòng)相關(guān)基因表達(dá)，基因包括中，啟動(dòng)相關(guān)基因表達(dá)，基因包括Wnt和和Ptc。9Notch受體受體 Notch受體（受體（Notch receptor）基因最早發(fā)現(xiàn)于基因最早發(fā)現(xiàn)于果蠅，部分功能缺失