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1、Physiology,生 理 学,生理学考试研究小组,第二节 细胞的跨膜信号转导功能本节重点：通道蛋白完成的跨膜信号转导（化学门控,电压门控,机械门控）蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导本节难点：蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导,一、跨膜信号转导的概念和特征,（一）概念 各类刺激信号通过改变靶细胞膜上 的蛋白质构型，从而引起靶细胞功 能改变的过程。这一过程也可理解为跨膜信号传递。,（二）跨膜信号转导的特征,1.各类刺激信号只改变膜结构中一种或数种蛋白质分子结构，从而将细胞外的信息转变成细胞内的信息，这一信息引发细胞功能变
2、化。2.体内需要转导的信号数，接受信号的靶细胞种类以及引发的功能变化都是多样的，但他们的转导过程仅限少数途径,二、几种主要的跨膜信号转导方式(一）通过通道蛋白质完成的跨膜信号 转导（三类通道）1.化学门控通道：化学物质（递质、激素）膜上 通道型受体蛋白形成通道、允 许离子通过，故称促离子型受体。,2.电压门控通道蛋白 改变膜电位通道型蛋白质构型改变 通道开、相应离子易化扩散 3.机械门控通道蛋白：存在内耳毛细胞 内耳淋巴液振动毛细胞受切向力弯 曲通道开离子易化扩散毛细胞 兴奋（Ap）沿神经传至听中枢,（二）G蛋白耦联受体 由膜的特异性受体蛋白、蛋白和膜的效应器酶 组成的跨膜信号转导系统 1.激
3、素结合膜上G蛋白耦联受体 亚单位结合GTPG蛋白(+)2.蛋白(+)(膜效应器酶)腺苷酸环化酶(+)3.(细胞内)ATP cAMP(第二信使),蛋白耦联受体也称促代谢性受体，效应器酶除腺苷酸环化酶（AC）外，还有磷脂酶（PLC）、磷酸酶A2（PLA2）、磷酸二酯酶（PDE）第二信使除cAMP（环-磷酸腺苷）外还有IP3（三磷酸肌醇）、DG（二酰甘油）、cGMP(环-磷酸鸟苷)、Ga2+等,说明,1.受体-G蛋白-AC（腺苷酸环化酶）途径,ATP,激素,结合G蛋白耦联受体,Gi 或 Gq,激活磷脂酶C(PLC),PIP2,IP3 和 DG,内质网或肌质网 释放Ca2+,激活蛋白激酶C(PKC),
4、生物学效应,2.受体-G蛋白-PLC（磷脂酶C）途径,PIP2:二磷酸磷脂酰肌醇IP3:三磷酸肌醇DG:二酰甘油,膜磷脂,（三）酶联型受体介导的信号转导 酶联型受体也是一种跨膜蛋白，但每个受体分子只有1次穿膜,也称为单次跨膜受体或单个跨膜-螺旋受体。它往往既有与信号分子结合的位点，起受体的作用，又具有酶的催化作用，通过它们的这种双重作用完成信号转导。,较重要的有:酪氨酸激酶受体（TKR）酪氨酸激酶结合型受体 鸟苷酸环化酶受体,1.酪氨酸激酶受体,生长因子,与酪氨酸激酶受体结合,细胞内生物效应,膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：具有酪氨酸激酶活性,2.酪氨酸激酶结合型受体 本身没有蛋白激酶活
5、性，但一旦与配体结合即在胞质侧结合并激活酪氨 酸激酶底物蛋白磷酸化效应,3.鸟苷酸环化酶受体,胞外,胞内,膜受体,可溶性受体,GC,鸟苷酸环化酶(GC)结构域,PPi,GTP,cGMP,激活蛋白激酶G（PKG）,硝酸甘油治疗心绞痛 硝酸甘油NO结合可溶性鸟苷酸环 化酶（GC）三磷酸鸟苷（GTP）转变成cGMP激活PKG舒张血管，增加血流量.弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德1998年获诺贝尔生理/医学奖!,注意：1.转导的方式不一定只限于以上三种;2.相互影响,作用上有交叉;3.同一刺激信号作用方式多样:关键在 于靶细胞膜上具有的感受结构.,肽类激素 结合膜受体蛋白膜外肽段 细胞因子 膜内肽段激活 激活的膜内肽段有磷酸激酶活性：(1)使肽段中酪氨酸残基磷酸化(2)使胞内蛋白质酪氨酸残基磷酸化 磷酸化使细胞功能改变 以上分别为已确定的三种类型的跨 膜信号转导。,
