細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo).ppt

1、第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能,主要的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式,(1)由特異性膜通道完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)； (2)由受體G蛋白第二信使系統(tǒng)完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)； (3)由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。,一、由特異性膜通道完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),(一)化學(xué)門控通道 當(dāng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)興奮時(shí)，其神經(jīng)末梢釋放的遞質(zhì)乙酰膽堿如何引起它所支配的骨骼肌細(xì)胞收縮的？ N型ACh門控通道 （圖P19）,(二)電壓門控通道 在20世紀(jì)80年代已陸續(xù)克隆出Na+、K+、Ca2+等重要離子的電壓門控通道，它們主要分布在神經(jīng)和肌肉細(xì)胞的表面膜中。它們具有同化學(xué)門控通道類似的分子結(jié)構(gòu)，但控制這類通道開(kāi)放與否的因素，是通道所在膜兩側(cè)的跨膜電

2、位的改變。目前已經(jīng)證實(shí)，在這類通道蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中，有一些對(duì)細(xì)胞膜兩側(cè)的跨膜電位改變敏感的基團(tuán)或亞單位，由后者誘發(fā)通道的開(kāi)放，進(jìn)而使細(xì)胞膜兩側(cè)相應(yīng)的離子流動(dòng)，引起細(xì)胞功能的改變。,(三)機(jī)械門控通道 體內(nèi)許多細(xì)胞的表面膜上存在能感受機(jī)械性刺激并引起細(xì)胞功能改變的通道樣結(jié)構(gòu)，例如，內(nèi)耳毛細(xì)胞頂部膜中的聽(tīng)毛在受到一個(gè)剪切力（shearing force）的作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，會(huì)導(dǎo)致聽(tīng)毛根部所在膜的變形，從而激活了膜中的機(jī)械門控通道，引起膜兩側(cè)相應(yīng)的離子流動(dòng)，產(chǎn)生感受器電位。這也是一種跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，即外來(lái)的機(jī)械性刺激信號(hào)通過(guò)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的某種過(guò)程，引起細(xì)胞的跨膜電位變化。此外，肌梭、螯蝦的牽張感受器等也都

3、有機(jī)械門控通道。,化學(xué)門控通道主要分布在肌細(xì)胞終板膜、神經(jīng)細(xì)胞的突觸后膜以及某些嗅、味感受細(xì)胞的膜中，使所在膜產(chǎn)生終板電位以及感受器電位等局部電反應(yīng)；電壓門控通道主要分布在神經(jīng)軸突和肌細(xì)胞膜中，使之產(chǎn)生動(dòng)作電位；機(jī)械門控通道的存在則使各種機(jī)械感受器細(xì)胞能對(duì)機(jī)械刺激發(fā)生反應(yīng)。,二、由受體G蛋白第二信使系統(tǒng)完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),在研究激素作用機(jī)制的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)許多化學(xué)物質(zhì)(如神經(jīng)遞質(zhì)、激素)與細(xì)胞膜受體結(jié)合后，通過(guò)受體變構(gòu)激活了膜中的另一種蛋白質(zhì)即G蛋白，后者的激活又導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)中靠近膜內(nèi)側(cè)面的第三類蛋白質(zhì)，即膜的效應(yīng)器酶（如腺苷酸環(huán)化酶）的激活（或被抑制），由此而引起胞漿中被稱為第二信使（如環(huán)一磷酸

4、腺苷，即cAMP）的生成量改變（增加或減少），進(jìn)而使蛋白激酶的活性改變，以調(diào)節(jié)細(xì)胞的各種生物效應(yīng)（圖2-7）。從而完成了受體G蛋白第二信使的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。 G蛋白是鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白的簡(jiǎn)稱 ,當(dāng)受體結(jié)合了特定化學(xué)信號(hào)而激活時(shí)，對(duì)細(xì)胞膜中的G蛋白發(fā)生作用，使之激活。,在這一跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)中，把外來(lái)的化學(xué)信號(hào)（如激素分子）看作第一信使，由它引起細(xì)胞內(nèi)有關(guān)酶系和功能改變而產(chǎn)生的物質(zhì)（如cAMP）就稱為第二信使（second messenger）。第二信使主要有cAMP、環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷（cGMP）、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DG）和Ca2+等。第二信使的產(chǎn)生至少與膜中三類特殊的蛋白質(zhì)有關(guān)，即受體

5、、G蛋白和效應(yīng)器酶。,三、由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，胰島素等一些肽類激素和其他與機(jī)體生長(zhǎng)、發(fā)育等有關(guān)的細(xì)胞因子，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子、血小板源生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子等，當(dāng)它們作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞時(shí)，都是通過(guò)細(xì)胞膜中的一些被稱為酪氨酸激酶受體的特殊蛋白質(zhì)完成跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的。由于這種受體本身就有磷酸激酶的活性，因而當(dāng)這類受體膜外側(cè)的肽鏈部分與相應(yīng)的化學(xué)信號(hào)結(jié)合時(shí)，可以直接激活膜內(nèi)側(cè)肽鏈的蛋白激酶活性，使該肽鏈中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，同時(shí)還可以促進(jìn)別的蛋白質(zhì)底物中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，由此再引發(fā)細(xì)胞的生理效應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)了酪氨酸蛋白激酶的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。在這一跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中，既沒(méi)有G