細(xì)胞跨膜運(yùn)輸

1、v物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸v細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞yangv被動(dòng)運(yùn)輸（被動(dòng)運(yùn)輸（passive transport）v主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸（active transport）v胞吞作用（胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（）與胞吐作用（exocytosis）細(xì)胞質(zhì)膜不僅僅作為物質(zhì)出入細(xì)胞的障礙，還要具有控制分子和離子通過的能力。細(xì)胞膜是選擇性透性膜，是能調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)出的精密裝置。物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一。 v 細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別v 細(xì)胞的信號(hào)分子與受體細(xì)胞的信號(hào)分子與受體v 通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通過細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞v

2、 通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞通過細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞v 由細(xì)胞表面整合蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞由細(xì)胞表面整合蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞v 細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征定義：通過簡單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜定義：通過簡單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)。 特點(diǎn)特點(diǎn)：不消耗細(xì)胞能量，運(yùn)輸方向是順濃度梯度或順電化學(xué)梯度。 類型類型：簡單擴(kuò)散（simple diffusion）、協(xié)助擴(kuò)散（facilitated diffusion）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：1、載體蛋白（carrier proteins）介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。2、通道蛋白（ch

3、annel proteins）只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸，離子通道是門控的；選擇性開啟離子通道。 類型：電壓門通道（voltage-gated channel） 水通道 配體門通道（ligand-gated channel） 壓力激活通道（stress-activated channel） v簡單擴(kuò)散簡單擴(kuò)散 也叫自由擴(kuò)散，不需要膜蛋白協(xié)助。v疏水的小分子或小的不帶電荷的極性分子以簡單擴(kuò)散的方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，如：o2、n2、水分子和尿素等。v帶電荷的離子不能簡單擴(kuò)散。v細(xì)胞膜的通透性主要取決于分子大小和分子的極性。小分子比大分子容易穿膜，非極性分子比極性分子容易穿膜，而帶電荷的離子跨膜運(yùn)動(dòng)則需更高的自由能。v

4、協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散（facilitated diffusion） 是各種極性分子和無機(jī)離子，如：糖、氨基酸、核苷酸以及細(xì)胞代謝物等順其濃度梯度或電化學(xué)梯度減少方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，該過程不需要細(xì)胞提供能量，這與簡單擴(kuò)散相同，因此兩者都稱為被動(dòng)運(yùn)輸。但在協(xié)助擴(kuò)散中，特異的膜蛋白“協(xié)助”物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)使其轉(zhuǎn)運(yùn)速率增加，轉(zhuǎn)運(yùn)特異性增強(qiáng)。 定義定義：是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。消耗細(xì)胞能量。 v特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白v類型類型：三種基本類型 由由atp直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸 鈉鉀泵鈉鉀泵（結(jié)構(gòu)與機(jī)制） 鈣泵（鈣泵（ca2+-atp酶） 質(zhì)子泵

5、質(zhì)子泵：p-型質(zhì)子泵、v-型質(zhì)子泵、h+-atp酶 協(xié)同運(yùn)輸（協(xié)同運(yùn)輸（cotransport） 物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位 l又稱ca2atp酶，跨膜蛋白，10個(gè)跨膜螺旋。l鈣泵主要存在于細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，它將ca2輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存起來，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離ca2。鈣泵在肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)存ca2，能夠調(diào)節(jié)肌肉細(xì)胞的收縮與舒張。lca2泵與atp的水解相偶聯(lián)，每消耗一分子atp轉(zhuǎn)運(yùn)出兩個(gè)ca2。l植物細(xì)胞、真菌、細(xì)菌的質(zhì)膜無鈉鉀泵，以質(zhì)子泵輸出h，建立跨膜的h電化學(xué)梯度，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。l可分為三種：p型質(zhì)子泵：在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中涉及磷酸化和去磷酸 化。存在于真

6、核細(xì)胞的細(xì)胞膜上。v型質(zhì)子泵：存在于動(dòng)物細(xì)胞溶酶體膜和植物細(xì)胞液泡膜上。h+-atp酶：存在于線粒體內(nèi)膜、植物內(nèi)囊體膜和多數(shù)細(xì)菌質(zhì)膜上。l由na+-k+泵（或h+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗細(xì)胞內(nèi)的atp所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。共運(yùn)輸：物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子轉(zhuǎn)移方向相同對(duì)向運(yùn)輸：物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反l質(zhì)膜上對(duì)帶電荷物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸引起膜內(nèi)外的電位差，稱為膜電位。l當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，膜電位是外正內(nèi)負(fù)，這是靜息電位，被稱為“極化”現(xiàn)象。l動(dòng)物細(xì)胞的靜息電位在-20mv-200 mv之間。 l動(dòng)作電位l膜電位的存在及變化具有重要的生物學(xué)意義，特別是在神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞中，是

7、化學(xué)信號(hào)或電信號(hào)引起的興奮傳遞的重要方式。因?yàn)樯窠?jīng)興奮傳遞就是以動(dòng)作電位沿神經(jīng)纖維方向在細(xì)胞膜上迅速傳導(dǎo)。作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，又稱膜泡運(yùn)輸（物質(zhì)包裹在雙層膜圍繞的囊泡中）或批量運(yùn)輸（數(shù)量不等）。v胞吞作用：通過細(xì)胞膜內(nèi)陷形成囊泡，將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過程。v胞吐作用：將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。 胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）。受體介導(dǎo)l出現(xiàn)在某些組織、器官分界面的細(xì)胞中。其細(xì)胞的分布呈極性，在一極的質(zhì)膜內(nèi)形成微胞飲小泡，小泡穿越細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，在另一極的質(zhì)膜上又將吞飲物質(zhì)釋放交給另一種細(xì)

8、胞。由胞吞、胞吐結(jié)合的跨膜運(yùn)輸。轉(zhuǎn)運(yùn)的主要是蛋白質(zhì)。在轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中，不與溶酶體發(fā)生聯(lián)系。類似于“集裝箱式的跨國運(yùn)輸”，從一極到另一極。l例如：抗體從母乳進(jìn)入嬰兒血管的過程，中間都涉及到這種穿胞吞排的跨細(xì)胞膜運(yùn)輸。 l胞飲小泡： 分為衣被小泡和無被小泡兩種。前者以網(wǎng)格蛋白作為胞外衣被（以受體介導(dǎo)對(duì)特定大分子的選擇性攝取濃縮）。后者是非特異性的胞飲形式。l衣被小泡的類型l衣被的結(jié)構(gòu)l衣被小泡的形成過程v內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體膜形成面（cgn）上形成的cop蛋白衣被小泡；v由質(zhì)膜和高爾基體成熟面（tgn）上形成的網(wǎng)格蛋白衣被小泡。 v低密脂蛋白（ldl）顆粒由膽固醇分子、磷脂和蛋白質(zhì)組成，懸浮在血液中，當(dāng)

9、體內(nèi)細(xì)胞需利用膽固醇參與細(xì)胞膜組裝時(shí)，血管壁上皮細(xì)胞的質(zhì)膜上的ldl受體和ldl顆粒結(jié)合，以網(wǎng)格蛋白衣被小泡形式胞吞進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)脫被作用并與胞內(nèi)體融合，胞內(nèi)體膜上具有h泵，使胞內(nèi)ph下降，導(dǎo)致受體與ldl分離，再以出芽的方式形成小泡將運(yùn)載受體返回質(zhì)膜去重復(fù)使用，然后該含有l(wèi)dl的胞內(nèi)體與溶酶體融合，ldl被水解，釋放膽固醇和脂肪酸供細(xì)胞利用。v高膽固醇血癥患者的發(fā)病原因：是因?yàn)轶w細(xì)胞膜上ldl受體蛋白遺傳缺陷或者生理功能失調(diào)，則對(duì)血液中l(wèi)dl顆粒無法胞吞，大量沉積于血管內(nèi)，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病。如冠心病。 l還有一些細(xì)胞生理活動(dòng)必需的大分子，例如胰島素、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、鐵傳遞蛋白、表皮

10、生長因子等，都是依靠這種運(yùn)輸途徑（衣被小泡）進(jìn)入細(xì)胞的。l此外，衣被小泡還參與了胞內(nèi)運(yùn)輸（例如：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體，高爾基體溶酶體，高爾基體質(zhì)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)）和膜循環(huán)（即質(zhì)膜細(xì)胞器或細(xì)胞器之間的膜物質(zhì)轉(zhuǎn)移循環(huán)） 組成型的外排途徑（constitutive exocytosis pathway） 所有真核細(xì)胞，連續(xù)分泌過程。除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)型分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌泡細(xì)胞表面 調(diào)節(jié)型外排途徑（regulated exocytosis pathway） 特化的分泌細(xì)胞，儲(chǔ)存刺激釋放v 胞吞和胞吐的過程都涉及了囊泡與靶膜的識(shí)別、以及融合，推測此過程有融合蛋白、n

11、sf連接蛋白snaps以及囊泡膜受體v-snare和靶膜受體t-snare形成融合復(fù)合物，來催化囊泡膜與靶膜的融合。v某些病毒在胞吞入細(xì)胞后，可以其自身的病毒包膜融合蛋白催化病毒與胞內(nèi)體融合，使病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行復(fù)制。v哺乳動(dòng)物的細(xì)胞融合蛋白具有催化精子和卵細(xì)胞融合受精作用。 細(xì)胞通訊細(xì)胞通訊（cell communication）細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別（cell recognition）一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。細(xì)胞間的通訊對(duì)于多細(xì)胞生物體的發(fā)生和組織的構(gòu)建是必需的。細(xì)胞通訊方式： 分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊：內(nèi)分泌、旁分泌、自分泌、化學(xué)突觸 接觸性依賴的通訊：細(xì)胞間

12、直接接觸，通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其它細(xì)胞 間隙連接：細(xì)胞間形成間隙連接，通過交換小分子實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。v細(xì)胞識(shí)別是指細(xì)胞間的辨認(rèn)和鑒別。指細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號(hào)分子（配體）選擇性的相互作用，導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。v細(xì)胞識(shí)別是通過各種不同的信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。v信號(hào)分子信號(hào)分子（signal molecule）親脂性信號(hào)分子親脂性信號(hào)分子：甾類激素和甲狀腺素（直接過膜），受體在細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中，結(jié)合后能調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 親水性信號(hào)分子親水性信號(hào)分子：神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、局部化學(xué)介質(zhì)和肽類激素，受體在質(zhì)膜表面，須經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，引起細(xì)胞應(yīng)答反

13、應(yīng)。 氣體性信號(hào)分子氣體性信號(hào)分子(no)：能進(jìn)入細(xì)胞，直接激活效應(yīng)酶,(明星分子) v受體受體與信號(hào)分子的關(guān)系具多樣性v第二信使第二信使（second messenger）學(xué)說 v分子開關(guān)分子開關(guān)（molecular switches）v受體受體：能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體的大分子。與配體結(jié)合后，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)。v同種化學(xué)信號(hào)分子，不同細(xì)胞，有不同受體，以不同方式應(yīng)答。v同種信號(hào)分子，不同的細(xì)胞，相同的受體，但反應(yīng)不同。v同一細(xì)胞，不同的胞外信號(hào)分子，有不同的受體，產(chǎn)生相同的效應(yīng)。eg：肝細(xì)胞的腎上腺素受體或胰高血糖素受體，分別被各自的配體激活后，都促進(jìn)糖原酵解，升高

14、血糖。v同一細(xì)胞，不同的胞外信號(hào)，有不同的受體，產(chǎn)生不同的效應(yīng)。受體與信號(hào)分子的關(guān)系具多樣性受體與信號(hào)分子的關(guān)系具多樣性v第二信使學(xué)說（1991年諾貝爾獎(jiǎng)）：第一信使（胞外信號(hào)分子）細(xì)胞表面受體第二信使（胞內(nèi)信號(hào)分子）激發(fā)一系列生化反應(yīng)最后產(chǎn)生一定的生理效應(yīng)v第二信使：camp、cgmp、三磷酸肌醇（ip3）、二?；视停╠g）細(xì)胞內(nèi)受體: 為胞外親脂性信號(hào)分子所激活 激素激活的基因調(diào)控蛋白（胞內(nèi)受體超家族）細(xì)胞表面受體: 為胞外親水性信號(hào)分子所激活 細(xì)胞表面受體分屬三大家族： 離子通道偶聯(lián)的受體（ion-channel-linked receptor）g-蛋白偶聯(lián)的受體（g-protein-

15、linked receptor）酶偶連的受體（enzyme-linked receptor）受體的功能： 介導(dǎo)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸(受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：受體的激活（activation） （級(jí)聯(lián)反應(yīng)）； 受體失敏（desensitization） 關(guān)閉反應(yīng)、 減量調(diào)節(jié)（down-regulation） 降低反應(yīng)。親脂性小分子通過與細(xì)胞內(nèi)受體受體結(jié)合傳遞信號(hào)信號(hào)，胞內(nèi)受體本質(zhì)是能被親脂性激素激活的基因調(diào)控蛋白。 甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路 兩步反應(yīng)階段兩步反應(yīng)階段： 初級(jí)反應(yīng)階段 次級(jí)反應(yīng)階段一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路no具脂溶性，可快速擴(kuò)散透過細(xì)胞膜，對(duì)

16、鄰近靶細(xì)胞起作用。細(xì)胞表面受體: 被胞外親水性信號(hào)分子所激活。v離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞離子通道偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞vg-g-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 v酶聯(lián)受體酶聯(lián)受體信號(hào)途徑信號(hào)途徑特點(diǎn)：特點(diǎn)：受體既是信號(hào)結(jié)合位點(diǎn)，又是離子通道，四次/六次跨膜蛋白跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟主要存在于神經(jīng)細(xì)胞或其他可興奮細(xì)胞間的突觸信號(hào)傳遞有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)輸離子的選擇性胞外信號(hào)跨膜傳遞過程：胞外信號(hào)跨膜傳遞過程： 配體配體受體受體gg蛋白（分子開關(guān)）蛋白（分子開關(guān)）第二信使第二信使靶蛋白靶蛋白（酶或離子通道）（酶或離子通道）細(xì)胞應(yīng)答（細(xì)

17、胞應(yīng)答（19941994年諾貝爾獎(jiǎng)）年諾貝爾獎(jiǎng)） camp信號(hào)通路信號(hào)通路 磷脂酰肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇信號(hào)通路l酪氨酸激酶受體酪氨酸激酶受體rtk及及rtk-ras蛋白信蛋白信號(hào)通路號(hào)通路l其它酶聯(lián)受體其它酶聯(lián)受體v絲氨酸/蘇氨酸激酶受體：其配體是轉(zhuǎn)化生長因子s，是調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖等功能。v酪氨酸磷酸脂酶受體：作用與rtk相反。v鳥苷酸環(huán)化酶受體：以cgmp作為第二信使的通路，能使血管平滑肌松弛，血壓下降。v酪氨酸蛋白激酶關(guān)聯(lián)受體：通過非受體性的酪氨酸激酶來傳遞信號(hào)的。致癌基因src家族和janus家族表達(dá)產(chǎn)物都是此類。 camp信號(hào)通路是真核細(xì)胞應(yīng)答激素反應(yīng)的主要機(jī)制之一，其信號(hào)通路的效應(yīng)酶是

18、腺苷酸環(huán)化酶，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)第二信使camp水平。v g蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)組成v g-g-蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體v 組分組分v g-g-蛋白活化與調(diào)節(jié)蛋白活化與調(diào)節(jié)vgs蛋白結(jié)合gtp后，由其亞基結(jié)合腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生camp，但其活化的亞基也能開啟質(zhì)膜上k+通道的信號(hào)傳遞作用。vgi可由活化的gi亞基直接結(jié)合來抑制腺苷酸環(huán)化酶，也可由活化的gi與游離的gs結(jié)合，阻斷其激活效應(yīng)。vcamp濃度在細(xì)胞內(nèi)的迅速調(diào)節(jié)決定了細(xì)胞快速應(yīng)答胞外信號(hào)，即信號(hào)放大和信號(hào)終止快速轉(zhuǎn)變，終止是由環(huán)腺苷酸磷酸二脂酶來降解camp。 vcamp信號(hào)通路的主要效應(yīng)是通過蛋白激酶a（pka）來激活下游靶酶和開啟基因表達(dá)。v前者是

19、快速反應(yīng)（幾秒至幾分鐘），后者是慢速反應(yīng)（幾分鐘到幾小時(shí)）。v前者是活化的pka導(dǎo)致下游靶酶蛋白磷酸化，從而快速影響細(xì)胞代謝和細(xì)胞行為（如：由腎上腺素刺激，骨骼肌細(xì)胞導(dǎo)致糖原分解，脂肪細(xì)胞導(dǎo)致甘油三脂分解）。v而后者涉及的反應(yīng)鏈?zhǔn)牵杭に豨蛋白偶聯(lián)受體g蛋白腺苷酸環(huán)化酶campcamp依賴的蛋白激酶a（pka）基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄。有些細(xì)菌致病就是通過g蛋白修飾造成camp信號(hào)通路的錯(cuò)誤信息后果。例如：霍亂毒素是催化gs，使小腸上皮細(xì)胞中的camp增大100倍，導(dǎo)致膜蛋白讓大量na離子和水持續(xù)外流，引起嚴(yán)重腹瀉脫水；百日咳毒素則是失活gi，阻斷了對(duì)腺苷酸環(huán)化酶的抑制，引起痙攣性咳嗽。 “雙信使系

20、統(tǒng)”反應(yīng)鏈： 胞外信號(hào)分子g-蛋白偶聯(lián)受體g-蛋白磷脂酶c(plc)磷脂酰肌醇 ip3胞內(nèi)ca2+濃度升高ca2+結(jié)合蛋白(cam)細(xì)胞反應(yīng)（pip2）（第二信使） dg激活pkc系列磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)激活基因調(diào)控蛋白調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄l 抑制蛋白磷酸化基因調(diào)控蛋白擺脫抑制刺激基因轉(zhuǎn)錄lpip2普遍存在于真核細(xì)胞的質(zhì)膜中，由此產(chǎn)生ip3ca2+和dgpkc雙信使。lip3作為胞內(nèi)配體打開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的ca2通道，使細(xì)胞質(zhì)中游離ca2升高，引起pkc轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面，被dg活化，進(jìn)而使各種底物蛋白的絲氨酸和蘇氨酸基磷酸化，從而導(dǎo)致了細(xì)胞分泌、收縮等短期生理效應(yīng)，也導(dǎo)致了細(xì)胞增殖、分化等長期生理效應(yīng)。lip3和

21、dg的信號(hào)終止是分別由去磷酸化和磷酸化（或水解）進(jìn)入pip2循環(huán)。ca2的信號(hào)終止是由質(zhì)膜ca2泵及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜ca2泵來降低細(xì)胞質(zhì)ca2+濃度，以免細(xì)胞中毒。 是細(xì)胞表面一大類重要受體，是一次跨膜蛋白，其胞外配體是胰島素和多種生長因子，配體結(jié)合導(dǎo)致受體的二聚化構(gòu)象變化和自磷酸化，而磷酸化的酪氨酸殘基可被含sh2結(jié)構(gòu)域的胞內(nèi)信號(hào)蛋白所識(shí)別結(jié)合，由此啟動(dòng)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體受體受體二聚化受體的自磷酸化 激活rtk（酪氨酸蛋白激酶）胞內(nèi)信號(hào)蛋白 啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo) rtk- rasrtk- ras信號(hào)通路信號(hào)通路： 配體rtk adaptor grfrasraf（mapkkk）mapkkm

22、apk進(jìn)入細(xì)胞核其它激酶或基因調(diào)控蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）的磷酸化修鈽。lras結(jié)合gtp時(shí)為活化態(tài)，結(jié)合gdp時(shí)為失活態(tài)。現(xiàn)知30的癌癥是與ras基因突變有關(guān)，就是因?yàn)橥蛔價(jià)as蛋白能夠與gtp結(jié)合，但不能將其水解成gdp，所以這種突變的ras蛋白被“鎖定”在開啟狀態(tài)，導(dǎo)致癌細(xì)胞異常增殖。 v體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞不能懸浮培養(yǎng)，必須貼壁培養(yǎng)，依賴細(xì)胞表面的整聯(lián)蛋白與胞外基質(zhì)之間建立信號(hào)傳遞通道，才能保證其生長、分化和遷移。v體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞能自分泌生長因子刺激自身生長和增殖，故能懸浮培養(yǎng)。v質(zhì)膜上的整聯(lián)蛋白外聯(lián)纖連蛋白等胞外配體，內(nèi)聯(lián)肌動(dòng)蛋白纖維，介導(dǎo)了兩條信號(hào)通路： 由細(xì)胞表面到細(xì)胞核的信號(hào)通路 由細(xì)

23、胞表面到細(xì)胞質(zhì)核糖體的信號(hào)通路細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征：1 多途徑、多層次2 信號(hào)收斂、發(fā)散3 專一性、相似性4 信號(hào)放大與信號(hào)終止并存5 對(duì)細(xì)胞刺激的適應(yīng)6 蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息 v到細(xì)胞核的信號(hào)通路：即通過酪氨酸激酶src和粘著斑激酶fak的活化，以ras蛋白為分子開關(guān)，沿mapk級(jí)聯(lián)反應(yīng)途徑傳遞生長促進(jìn)信號(hào)進(jìn)入細(xì)胞核，激活有關(guān)生長增殖的基因轉(zhuǎn)錄；v到核糖體的信號(hào)通路：導(dǎo)致翻譯特定mrna，指導(dǎo)合成細(xì)胞周期所需特定蛋白質(zhì)。（g1/s期周期蛋白） 每種載體蛋白只能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過一系列構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如：氨基酸、核糖等通過載體蛋白選擇結(jié)合跨膜轉(zhuǎn)

24、運(yùn)。v離子選擇性，允許適宜大小的分子和帶電荷的離子通過；v離子通道是門控的，選擇性開啟離子通道。v通過膜電位的變化使其構(gòu)型發(fā)生改變, 將“門”打開。開放只有幾毫秒,一些離子、代謝物或其它溶質(zhì)順著濃度梯度自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜。v門通道有其自己的關(guān)閉機(jī)制, 它能快速地自發(fā)關(guān)閉。v在細(xì)胞內(nèi)側(cè)a亞基與na結(jié)合促進(jìn)atp水解，a亞基上的一個(gè)天門冬氨基酸殘基磷酸化，引起a亞基構(gòu)象發(fā)生變化，將na泵出細(xì)胞；v同時(shí)細(xì)胞外的k與a亞基的另一個(gè)位點(diǎn)結(jié)合，使其去磷酸化，a亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將k泵進(jìn)細(xì)胞，完成整個(gè)循環(huán)。v一個(gè)atp，出3個(gè)na和進(jìn)2個(gè)k。烏本苷：與k競爭結(jié)合位點(diǎn)；氰化物：抑制氧化磷酸化，無atp待運(yùn)物

25、質(zhì)在載體蛋白上與某種離子相伴跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，是由nak泵（或h泵）所維持的離子濃度梯度驅(qū)動(dòng)（動(dòng)物細(xì)胞：利用膜兩側(cè)的na電化學(xué)梯度來驅(qū)動(dòng)的；植物細(xì)胞和細(xì)菌：h）葡萄糖分子通過na驅(qū)動(dòng)的共運(yùn)輸進(jìn)入上皮細(xì)胞，再經(jīng)載體介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入血液，na-k泵消耗atp維持na的電化學(xué)梯度。4條平行的胞內(nèi)信號(hào)通路與它們之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系衣被小泡的形成過程：v特定大分子物質(zhì)在質(zhì)膜外表被受體結(jié)合，v然后該處質(zhì)膜部位在網(wǎng)格蛋白參與下凹陷形成衣被小窩，v隨后進(jìn)一步內(nèi)陷脫離質(zhì)膜，v形成衣被小泡進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)衣被的作用：1）在衣被小窩形成階段，使膜上受體集中，有利于內(nèi)吞特定大分子。2）為衣被小泡的形成提供胞外結(jié)構(gòu)骨架。所以，一旦衣被小

26、泡進(jìn)入細(xì)胞后，衣被作用即完成，就自行解聚成網(wǎng)格蛋白脫離小泡返回質(zhì)膜，重新參與其它衣被小泡的形成。v在內(nèi)陷的衣被小窩的頸部還有一種gtp結(jié)合蛋白呈環(huán)狀，其水解gtp引起頸部縊縮存在于某些特化的分泌細(xì)胞，這些分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物（eg激素、粘液或消化酶）儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞受到胞外信號(hào)分子（激素、神經(jīng)遞質(zhì)）刺激后，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。一般的動(dòng)物細(xì)胞要消耗1/3的總atp來維持細(xì)胞內(nèi)低na高k的離子環(huán)境，神經(jīng)細(xì)胞則要消耗2/3的總atp，這種特殊的離子環(huán)境對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)正常的生命活動(dòng)，對(duì)神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞以及維持細(xì)胞的滲透平衡，恒定細(xì)胞的體積都是非常必要的。 來自g蛋白偶聯(lián)受體、整聯(lián)蛋

27、白和受體酪氨酸激酶所轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)都收斂到ras蛋白，然后沿mapk級(jí)聯(lián)反應(yīng)途徑向下傳遞p型v型：在轉(zhuǎn)運(yùn)h過程中不形成磷酸化的中間體，從細(xì)胞基質(zhì)中泵出h進(jìn)入細(xì)胞器，有助于保持細(xì)胞質(zhì)中性ph和細(xì)胞器內(nèi)的酸性ph。h+-atp酶：順h濃度梯度，將釋放的能量與atp合成偶聯(lián)起來，如氧化磷酸化和光合磷酸化。l由蛋白激酶使其磷酸化而開啟，由蛋白磷酸脂酶使其去磷酸化而關(guān)閉。lgtp結(jié)合蛋白，結(jié)合gtp時(shí)活化開啟，而結(jié)合gdp則失活而關(guān)閉。a：細(xì)胞內(nèi)受體蛋白作用模型;b：幾種胞內(nèi)受體蛋白超家族成員 這類受體一般有三個(gè)結(jié)構(gòu)域：位于c端的激素結(jié)合位點(diǎn)；位于中部富含cys的具鋅指結(jié)構(gòu)的dna或hsp90結(jié)合位點(diǎn)；以及

28、位于n端的轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。當(dāng)抑制性蛋白(eg:hsp90)與受體結(jié)合后，使其處于非活化狀態(tài)，而當(dāng)配體(eg甾體、激素)與受體結(jié)合時(shí)，導(dǎo)致抑制性蛋白脫離，暴露出受體上dna結(jié)合位點(diǎn)而被激活。受體結(jié)合的dna序列是轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子，可增加某些相鄰基因的轉(zhuǎn)錄水平。 v血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞中有一氧化氮合酶（nos），能催化合成no。當(dāng)血管神經(jīng)末釋放乙酰膽堿作用于血管內(nèi)皮，使其合成釋放no，no擴(kuò)散進(jìn)入鄰近細(xì)胞，激活鳥苷酸環(huán)化酶，使cgmp合成增多。cgmp作為新的信使分子介導(dǎo)蛋白質(zhì)的磷酸化等過程來發(fā)揮作用。vcgmp快速導(dǎo)致血管平滑肌的舒張，從而引起血管擴(kuò)張。（硝酸甘油治療心絞痛）。v此外，神經(jīng)細(xì)胞中產(chǎn)生

29、的no，在參與大腦的學(xué)習(xí)記憶生理過程中起信號(hào)作用。 神經(jīng)遞質(zhì)（胞外化學(xué)信號(hào)）與受體結(jié)合而引起通道蛋白變構(gòu)，導(dǎo)致離子通道開啟，使突觸后細(xì)胞膜出現(xiàn)過膜離子流（如na和ca2），從而將胞外化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成胞內(nèi)電信號(hào)，導(dǎo)致突觸出后細(xì)胞的興奮。當(dāng)膽堿脂酶將神經(jīng)遞質(zhì)水解后，離子通道關(guān)閉，信號(hào)傳遞中斷。 v蛋白激酶a由兩個(gè)催化亞基和調(diào)節(jié)亞基組成，當(dāng)camp與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，改變調(diào)節(jié)亞基構(gòu)象，使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離，釋放催化亞基。v活化的蛋白激酶a催化亞基使細(xì)胞內(nèi)不同的靶蛋白被磷酸化，所以快速影響細(xì)胞代謝和細(xì)胞行為。g蛋白偶聯(lián)的受體是在細(xì)胞表面由單條多肽鏈經(jīng)7次跨膜形成的，n端在細(xì)胞外，c端在細(xì)胞內(nèi)。g蛋白偶聯(lián)

30、的受體可介導(dǎo)多種胞外信號(hào)分子（eg：蛋白或肽類激素、局部介質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)等）的細(xì)胞應(yīng)答。 v當(dāng)細(xì)胞沒有受到刺激時(shí)，g蛋白處于非活化狀態(tài)，亞基與gdp結(jié)合，此時(shí)腺苷酸環(huán)化酶沒有活性；v當(dāng)激素與受體結(jié)合后，亞基構(gòu)象改變，排斥gdp，結(jié)合gtp而活化，使g蛋白解離成亞基和亞基復(fù)合物，暴露出亞基與腺苷酸環(huán)化酶的結(jié)合位點(diǎn)；v結(jié)合gtp的亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，使之活化，并將atp轉(zhuǎn)化為camp；同時(shí)，配體與受體解離；v隨著gtp的水解使亞基亞基恢復(fù)原來構(gòu)象，并與腺苷酸環(huán)化酶解離，終止活化作用。 亞基與亞基重新結(jié)合。 v到細(xì)胞核的信號(hào)通路：即通過酪氨酸激酶src和粘著斑激酶fak的活化，以ras蛋白為分子開關(guān)，沿mapk級(jí)聯(lián)反應(yīng)途徑傳遞生長促進(jìn)信號(hào)進(jìn)入細(xì)胞核，激活有關(guān)生長增殖的基因轉(zhuǎn)錄；v到核糖體的信