大学课件-细胞跨膜信号转导.ppt

1、 脂溶性的信号分子扩散透过细胞膜，与胞内受体脂溶性的信号分子扩散透过细胞膜，与胞内受体结合，然后发挥作用。结合，然后发挥作用。信号分子传递细胞信息的方式信号分子传递细胞信息的方式 亲水性的信号分子作用于细胞膜表面的受体和起受亲水性的信号分子作用于细胞膜表面的受体和起受体作用的蛋白质，再通过细胞内一系列以蛋白构象和体作用的蛋白质，再通过细胞内一系列以蛋白构象和功能变化为基础的级联反应，经跨膜的和细胞内的功能变化为基础的级联反应，经跨膜的和细胞内的信信号转导号转导（signal transduction）产生生物学效应。）产生生物学效应。G蛋白耦联受体蛋白耦联受体受体受体G蛋白蛋白PLC途径（途径

2、（PKC系统）系统）受体受体G蛋白蛋白AC途径（途径（PKA系统）系统）离子通道受体离子通道受体化学门控通道化学门控通道电压门控通道电压门控通道机械门控通道机械门控通道酶耦联受体酶耦联受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体 一一.G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导 配体配体（ligand）包括生物胺类激素、肽类激素、气体分子和光量子等包括生物胺类激素、肽类激素、气体分子和光量子等 已知有已知有100多种通过多种通过G蛋白耦联受体实现信号转导蛋白耦联受体实现信号转导 能与受体发生特异性结合的活性物质能与受体发生特异性结合的活性物质 G蛋白耦联受体蛋白

3、耦联受体（G protein-linked receptor）或或促代谢型受体促代谢型受体（metabotropic receptor）(一一)参与参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子 胞内胞质侧有结合胞内胞质侧有结合G蛋白的部位蛋白的部位 胞外侧端和跨膜螺旋内部有配体的结合部位胞外侧端和跨膜螺旋内部有配体的结合部位 结构上属于同一超家族，由一条结构上属于同一超家族，由一条7次穿膜的肽链构成次穿膜的肽链构成 总数多达总数多达1000种左右种左右 G蛋白蛋白（guanine nucleotide-binding protein，or G protein）分子

4、开关（分子开关（molecular switch）激活时结合激活时结合GTP，失活时结合，失活时结合GDP 根据根据 亚单位基因序列的同源性可亚单位基因序列的同源性可分为分为Gs家族、家族、Gi家族、家族、Gq家族和家族和G12家族。家族。由由、3个亚单位形成的异源三聚体蛋白。个亚单位形成的异源三聚体蛋白。G蛋白蛋白效应器效应器（G protein effector）某些离子通道可接受某些离子通道可接受G蛋白的直接或间接的调控。蛋白的直接或间接的调控。主要有主要有腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase,AC）、）、磷脂磷脂酶酶C（phospholipase C,PLC）、）

5、、磷脂酶磷脂酶A2（phospholipase A2,PLA2）、）、鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶（guanylyl cyclase,GC）、和）、和cGMP磷酸二酯酶磷酸二酯酶（phosphodiesterase,PDE）。）。指催化生成（或分解）第二信使的酶指催化生成（或分解）第二信使的酶 第二信使第二信使（second messenger）调节的靶蛋白主要是各种调节的靶蛋白主要是各种蛋白激酶蛋白激酶（protein kinase）和）和离子通道，产生以靶蛋白构象变化为基础的级联反应和细胞离子通道，产生以靶蛋白构象变化为基础的级联反应和细胞功能改变。功能改变。较重要的第二信使有：环一磷酸腺苷（

6、较重要的第二信使有：环一磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）、三磷酸肌醇（）、三磷酸肌醇（inositol triphosphate,IP3）、二酰甘油（）、二酰甘油（diacylglycerol,DG）、环）、环一磷酸鸟苷（一磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate,cGMP）和和Ca2等。等。指激素、递质、细胞因子等信号分子（第一信使）作用于指激素、递质、细胞因子等信号分子（第一信使）作用于 细胞膜后产生的细胞内信号分子。细胞膜后产生的细胞内信号分子。(二二)G蛋白耦联受体跨膜信号转导的主要途径蛋白耦联受体跨膜信号

7、转导的主要途径 受体受体G蛋白蛋白AC途径（途径（PKA系统）系统）G蛋白耦联受体蛋白耦联受体Gs或或Gi蛋白蛋白ACcAMPPKA 受体受体G蛋白蛋白PLC途径（途径（PKC系统）系统）G蛋白耦联受体蛋白耦联受体 Gi 或或Gq蛋白蛋白PLCIP3Ca2PKCDG二二.离子通道受体介导的信号转导离子通道受体介导的信号转导 化学门控通道化学门控通道（chemically-gated ion channel）或或配体门控通道配体门控通道（ligand-gated ion channel）或或递质门控通道递质门控通道（transmitter-gated ion channel）或或促离子型受体促离

8、子型受体（ionotropic receptor）机械门控通道机械门控通道(mechanically-gated ion channel)N2型乙酰胆碱受体（型乙酰胆碱受体（acetylcholine receptor）开放时允许开放时允许Na+内流和少量内流和少量K+外流外流 除除乙酰胆碱乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）外，还可选择性地）外，还可选择性地与烟碱（与烟碱（nicotine）结合）结合 四种亚单位组成的五聚体四种亚单位组成的五聚体酶耦联受体酶耦联受体介导的信号转导介导的信号转导（enzyme-linked receptor)一般只有一个跨膜一般只有一个跨膜 螺旋，螺

9、旋，膜外有配体结合位点膜外有配体结合位点 不需要不需要G蛋白参与蛋白参与 胞质侧自身具有酶的活性，或可直接结合并激活胞质侧自身具有酶的活性，或可直接结合并激活 胞质中的酶胞质中的酶（二）（二）鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体（guanylyl cyclase receptor）可激活可激活GCcGMPPKG（一）（一）酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体（tyrosine kinase receptor,TKR）可激活酪氨酸激酶可激活酪氨酸激酶 大部分生长因子、胰岛素和一部分肽类激素。大部分生长因子、胰岛素和一部分肽类激素。心房钠尿肽心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide,ANP）信号网络信号网络（signaling network）串话串话（crosstalk）