中大考研專業(yè)課暑期班講義-生科院

1、至誠·中山大學(xué)考研網(wǎng) 中大考研專業(yè)課暑期班講義第四章 細(xì)胞環(huán)境與互作學(xué)習(xí)指導(dǎo)一、主要內(nèi)容本章從以下4個方面討論了細(xì)胞的外部環(huán)境和相互作用：1 細(xì)胞表面2 細(xì)胞外基質(zhì)3 細(xì)胞識別與粘著4 細(xì)胞連接 二、計劃學(xué)時及安排本章計劃2學(xué)時：13節(jié)1學(xué)時，最后一節(jié)1學(xué)時。 三、學(xué)習(xí)的重點和難點多細(xì)胞的生命有機(jī)體中的細(xì)胞組成不同的組織，在這些組織中，細(xì)胞相互間以及細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境維持著良好的關(guān)系。細(xì)胞相互間以及細(xì)胞與細(xì)胞環(huán)境的相互作用調(diào)節(jié)著細(xì)胞的遷移、生長、以及組織的三維結(jié)構(gòu)。本章主要集中討論細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞識別、細(xì)胞粘著和細(xì)胞連接等, 重點討論的是細(xì)胞外基質(zhì)、

2、細(xì)胞粘著、細(xì)胞連接。 1. 細(xì)胞通過表面發(fā)生的作用包括細(xì)胞識別、細(xì)胞粘著、細(xì)胞連接、細(xì)胞通訊等。了解細(xì)胞表面的概念、結(jié)構(gòu)特點、與質(zhì)膜的關(guān)系等。2. 細(xì)胞外基質(zhì)是動物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，是由三大類成份構(gòu)成的。蛋白聚糖：它們能夠形成水性的膠狀物； 結(jié)構(gòu)蛋白：如膠原和彈性蛋白，它們賦予細(xì)胞外基質(zhì)一定的強(qiáng)度和韌性;粘著蛋白, 如纖粘連蛋白和層粘聯(lián)蛋白，它們促使細(xì)胞同基質(zhì)結(jié)合。學(xué)習(xí)細(xì)胞外基質(zhì)，重點是學(xué)習(xí)構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的三大類成份的組成、相互間以及與細(xì)胞質(zhì)膜的關(guān)系。3. 細(xì)胞識別是指細(xì)胞對同種或異種細(xì)胞、同源或異源細(xì)胞、以及對自己和異己物質(zhì)分子的認(rèn)識和鑒別。細(xì)胞粘著則是指相鄰細(xì)胞或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)以某種方式粘

3、合在一起,組成組織或與其他組織分開,這種粘合的方式比較松散。另外從事件發(fā)生的次序來說,細(xì)胞識別在先,細(xì)胞粘著在后,識別是粘著的基礎(chǔ)。重點要掌握各種粘著蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。4. 細(xì)胞在識別和粘著的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)胞連接。細(xì)胞連接有三種方式: 緊密連接、斑塊連接、通訊連接。比較復(fù)雜的是斑塊連接,它又可分為四種連接方式:粘著帶、粘著斑、橋粒、半橋粒。對它們的區(qū)別主要是根據(jù)連接蛋白與細(xì)胞骨架的關(guān)系, 以及是否是細(xì)胞與細(xì)胞的連接, 還是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的連接，這是本章的學(xué)習(xí)重點，也是難點。 通過對本章的學(xué)習(xí)，要建立細(xì)胞社會學(xué)的觀念，即多細(xì)胞的生物體是一個細(xì)胞的社會，組成機(jī)體的不同類型的細(xì)胞相互合作，協(xié)調(diào)一致地

4、維持整個生命的生命活動。具體內(nèi)容細(xì)胞被：細(xì)胞表面的碳水化合物組成的質(zhì)膜的保護(hù)層。主要成分是糖，因此又稱為糖萼。主要成分是蛋白聚糖和糖蛋白。細(xì)胞被的功能：1保護(hù)，如在消化道、呼吸道、生殖腺的上皮細(xì)胞，有助于潤滑，紡織機(jī)械損傷，防止不受消化酶的作用以及細(xì)菌的入侵2參與細(xì)胞與環(huán)境的互作，參與細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換，參與細(xì)胞識別以及細(xì)胞增殖的接觸抑制。植物的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁作用：1提供機(jī)械強(qiáng)度2保護(hù)植物不受機(jī)械損傷和滲透勢的傷害3保護(hù)植物細(xì)胞不受細(xì)菌和真菌的傷害4對植物形態(tài)有決定作用5作為通透屏障在植物的代謝和分泌中起作用成分：纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素、糖蛋白初生細(xì)胞壁和次生細(xì)胞壁：中間層：主要

5、是果膠，連個細(xì)胞共有，連接兩個細(xì)胞初生細(xì)胞壁：多種成分，具有彈性，在植物細(xì)胞的進(jìn)一步成長過程中擴(kuò)展次生細(xì)胞壁：纖維素和木質(zhì)素，增加強(qiáng)度和厚度G+的細(xì)胞壁：主要成分：1肽聚糖：形成交聯(lián)的三維網(wǎng)狀，增加強(qiáng)度，維持型態(tài)2磷壁酸：與胞壁質(zhì)的骨架分子結(jié)合，穩(wěn)定質(zhì)膜，調(diào)節(jié)某些酶的活力。G-(與陽性菌的差別):1胞壁質(zhì)薄，交聯(lián)程度低，因此硬度差2含有兩層細(xì)胞膜，內(nèi)層為典型的磷脂膜，外層的在胞壁質(zhì)的外面，含有脂多糖，因此外層的滲透性高。細(xì)胞外基質(zhì)：1蛋白聚糖2結(jié)構(gòu)蛋白：膠原和彈性纖維3粘連蛋白：纖粘連蛋白和層粘連蛋白動物細(xì)胞外的基質(zhì)主要是膠原；植物細(xì)胞外的基質(zhì)主要是細(xì)胞壁；二者的共同點是都具有長長的堅硬的纖維

6、，包埋在兩性的基質(zhì)中，基質(zhì)中充滿了糖蛋白或多糖。功能：1決定器官組織的形態(tài)以及保護(hù)功能2參與信號傳導(dǎo)3參與細(xì)胞的分化蛋白聚糖：重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的無分支長鏈糖胺聚糖以共價方式連接線性多肽。透明質(zhì)酸：重要的糖胺聚糖，既可以參與蛋白聚糖的形成也可以也是唯一可以游離存在。主要功能是抗壓。蛋白聚糖的功能：1糖胺聚糖含有大量的負(fù)離子，可以吸引陽離子，進(jìn)而吸引水分子，使基質(zhì)成為多孔的吸水的膠狀物，使細(xì)胞表面有較大的可塑性，從而具有抗擠壓的能力，其保護(hù)作用。2透明質(zhì)酸可以提高體液的粘度和潤滑性3蛋白聚糖還參與細(xì)胞的分化和遷移，也與癌變有關(guān)膠原的特點：1最重要的水不溶性纖維蛋白構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)的骨架2在細(xì)胞外

7、基質(zhì)中形成半晶體的纖維，給細(xì)胞提供張力和彈性3在細(xì)胞遷移和發(fā)育中起作用膠原蛋白的基本結(jié)構(gòu)是原膠原，原膠原肽鏈的一級結(jié)構(gòu)只有(Glyxy)重復(fù)序列。各類膠原均具有2個特征：（1）均由三條肽鏈組成（2）各類膠原蛋白的氨基酸組成完全不同膠原的合成：在成纖維細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中組裝，繼續(xù)于高爾基體，完成于細(xì)胞外（1）合成原鏈，僅僅是含有信號肽的原初肽鏈（2）在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔和高爾基體中被羥基化、糖基化，形成前體肽（3）在高爾基體中三股肽鏈自我組裝成前膠原（4）前膠原在高爾基體翻面網(wǎng)絡(luò)中通過分泌小泡被分泌到細(xì)胞外（5）兩種專一性不同的蛋白水解酶切除N、C端的前肽，原膠原合成肌原纖維膠原的作用：1提供了水不溶性的框架

8、，決定了細(xì)胞外基質(zhì)的機(jī)械性質(zhì)2保持皮膚及其他組織的強(qiáng)度，使具有彈性3骨、肌腱和皮膚的主要蛋白，提供剛性和抗張力4有促進(jìn)生長的作用彈性蛋白：1彈性纖維的主要成分，主要存在于韌帶和脈管壁2賦予組織以彈性3組織的彈性通過散布在彈性纖維中的膠原的數(shù)量來控制粘連蛋白：將細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞聯(lián)系起來的橋梁，分纖粘連蛋白和層粘連蛋白兩種。纖粘連蛋白由可分為兩類：1以顆溶形式存在于血液和各種體液中的稱血漿纖粘連蛋白2以不可溶形式存在于細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞之間以及細(xì)胞表面的為細(xì)胞纖粘連蛋白FN的結(jié)構(gòu)：高分子量糖蛋白，呈V型功能：1接到細(xì)胞粘著以及細(xì)胞與基質(zhì)的結(jié)合2影響細(xì)胞的遷移，參與傷口的愈合且與癌細(xì)胞的擴(kuò)散有密切關(guān)系

9、層粘連蛋白（LN）：基膜的主要成分，且為其所特有的非膠原糖蛋白。功能：1作為基膜的主要成分，對基膜的組裝起關(guān)鍵作用2在細(xì)胞表面形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并將細(xì)胞固定在基膜上3在細(xì)胞發(fā)育過程中刺激細(xì)胞的粘著和細(xì)胞運動4刺激胚胎中神經(jīng)軸的生長，以及成年動物神經(jīng)細(xì)胞的成生和再生5與纖粘連蛋白一樣，影響細(xì)胞的生長和分化基膜：作用：1對組織結(jié)構(gòu)起支持作用2是滲透性的障礙，調(diào)節(jié)分子和細(xì)胞的運動3腎細(xì)胞中可作為過濾膜，允許小分子物質(zhì)進(jìn)入尿液留下蛋白質(zhì)4在表皮細(xì)胞下的基膜則一方面防止結(jié)締組織進(jìn)入表皮，一方面允許白細(xì)胞的自由移動5組織某些游動癌細(xì)胞的入侵整聯(lián)蛋白：屬于膜整合蛋白家族，是細(xì)胞外基質(zhì)受體，但是與受體蛋白的區(qū)別是與

10、配體結(jié)合的能力很低，但是濃度卻是其他受體的10100倍整聯(lián)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能：是跨膜的異質(zhì)二聚體功能：1整聯(lián)蛋白除了將細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞連接外，2還將細(xì)胞內(nèi)的骨架網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞外基質(zhì)連成一個整體，整聯(lián)蛋白本身作為跨膜的接頭，在細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)肌動蛋白骨架之間起雙向聯(lián)絡(luò)作用。3同時還將細(xì)胞外信號向細(xì)胞內(nèi)傳遞，這種傳遞是通過構(gòu)型變化實現(xiàn)的鈣粘著蛋白：1E粘著蛋白，存在于表皮2N粘著蛋白，存在于神經(jīng)3P粘著蛋白，存在于胚盤細(xì)胞間的粘著主要是靠粘著蛋白，細(xì)胞識別是糖的作用。因為糖蛋白和糖脂中側(cè)鏈雖然很短，但他們能以不同的方式結(jié)合，所以能夠形成不同的識別基團(tuán)。細(xì)胞識別引起的細(xì)胞反應(yīng)：吞噬、細(xì)胞粘著、信號反應(yīng)凝

11、集素：植物動物細(xì)胞都能分泌的，可以與糖結(jié)合，具有一個以上的同糖結(jié)合的位點，能夠參與細(xì)胞的識別與粘著。細(xì)胞粘著：在細(xì)胞識別的基礎(chǔ)上，同類細(xì)胞發(fā)生聚集形成細(xì)胞團(tuán)或組織的過程叫細(xì)胞粘著。引起細(xì)胞粘著的主要是膜蛋白，參與細(xì)胞粘著的分子稱為細(xì)胞粘著分子，按作用方式可分為三類：1免疫球蛋白超家族2鈣粘著蛋白超家族3選擇蛋白超家族其中只有免疫球蛋白超家族不是鈣依賴性的，鈣粘著蛋白超家族是最廣泛存在的細(xì)胞粘著的方式：1同種細(xì)胞粘著分子相互介導(dǎo)粘著2異種粘著分子互補(bǔ)的介導(dǎo)粘著3中介分子（如凝集素）介導(dǎo)的與細(xì)胞表面分子互補(bǔ)的作用鈣粘著蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞粘著：介導(dǎo)相同細(xì)胞間的相互粘著，通過雙方細(xì)胞表面的鈣粘著蛋白的相互

12、作用，也就是同嗜性的細(xì)胞粘著，即所謂的“自我粘著”。鈣調(diào)蛋白常以二聚體的形式或二聚體從的形式介導(dǎo)細(xì)胞間的粘著，因為這樣細(xì)胞間的粘著力更強(qiáng)選擇蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞粘著：結(jié)構(gòu)：能夠識別另一個細(xì)胞表面伸展出來的特異的糖基團(tuán)，并與之特異性的結(jié)合，因此也是細(xì)胞表面受體。具有一個小的細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域，一單次跨膜結(jié)構(gòu)域，以及一個長的細(xì)胞外片段，其中包含若干結(jié)構(gòu)域，最外端是具有凝集素作用的結(jié)構(gòu)域。作用：主要介導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)中白細(xì)胞在有炎癥和血塊的血管壁的暫時性相互作用。免疫球蛋白與整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞粘著：免疫球蛋白粘著分子即可以介導(dǎo)同嗜性的細(xì)胞粘著（非鈣依賴性的），也可以介導(dǎo)異嗜性的細(xì)胞粘著（鈣依賴性的）。細(xì)胞連接：細(xì)胞

13、間了長期的組織上的聯(lián)系，通常需要較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞連接。類型：緊密連接（封閉）；粘著連接（粘著）；間隙連結(jié)（通訊）緊密連接：存在部位：上皮細(xì)胞頂端兩相鄰細(xì)胞間結(jié)構(gòu)特征：緊密連接處的細(xì)胞質(zhì)膜幾乎融合，并緊密聯(lián)結(jié)在一起，再融合部位兩細(xì)胞間沒有孔隙，因此完全封閉了連接處的液體流動。功能：1連接細(xì)胞2防止物質(zhì)的雙向滲透3限制了膜蛋白的脂分子層的流動，維持細(xì)胞極性對離子隔離作用的大小與緊密連接中封閉所的數(shù)目有關(guān)斑塊連接：共同特點：通過細(xì)胞內(nèi)側(cè)的斑塊與細(xì)胞骨架連接起來分類：與肌動蛋白連接，粘著帶、粘著斑與中間纖維連接，橋粒、半橋粒粘著帶和粘著斑的區(qū)別：涉及細(xì)胞之間的連接則為帶，細(xì)胞與基質(zhì)之間的

14、連接為斑根本區(qū)別1參與粘著帶的是鈣粘著蛋白，參與粘著斑的是整聯(lián)蛋白2粘著帶連接是兩細(xì)胞膜外表面鈣粘著蛋白之間的連接，粘著斑是整聯(lián)蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)中的粘連蛋白的結(jié)合粘著連接的兩個功能：1將細(xì)胞與細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)連接起來2通過膜整合蛋白與肌動蛋白相連，給細(xì)胞傳遞一種信號，然后通過細(xì)胞內(nèi)的信號分子將信號放大橋粒：如果細(xì)胞是通過中間纖維連接到細(xì)胞骨架上，則這種連接方式稱為橋粒連接。是通過鈣粘著蛋白將相鄰細(xì)胞連接起來，但是形態(tài)不同，分別是橋粒芯蛋白，橋粒芯膠粘蛋白。半橋粒與橋粒的不同：1參與連接的跨膜蛋白不是鈣粘連蛋白，而是整聯(lián)蛋白2不是細(xì)胞之間的連接，而是細(xì)胞和基質(zhì)之間的連接功能：增加了細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度

15、；分散機(jī)械拉力；通過與細(xì)胞骨架的結(jié)合形成了組織網(wǎng)絡(luò)和組織整體。通訊連接：結(jié)構(gòu)：4個或6個亞基形成連接子，相鄰細(xì)胞的連接子對接形成水性通道間隙；功能：連接介導(dǎo)細(xì)胞通訊；調(diào)節(jié)：受細(xì)胞質(zhì)中鈣和氫離子濃度的調(diào)節(jié)。第五章 細(xì)胞通訊學(xué)習(xí)指導(dǎo)一、主要內(nèi)容本章從以下5個方面討論了細(xì)胞通訊的方式和基本特點：1 細(xì)胞通訊的基本特點2 G蛋白偶聯(lián)受體及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)3 酶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)4 其它信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑5 信號的整合、調(diào)節(jié)與終止 二、計劃學(xué)時及安排本章計劃4學(xué)時: 14節(jié)各3學(xué)時, 最后一節(jié)1學(xué)時。 三、學(xué)習(xí)的重點和難點細(xì)胞通訊是指在多細(xì)胞生物體的細(xì)胞社會中, 細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)通過高度精確和高效地接收

16、信息的通訊機(jī)制, 并通過放大引起快速的細(xì)胞生理反應(yīng)，或者引起基因活動,而后發(fā)生一系列的細(xì)胞生理活動來協(xié)調(diào)各組織活動, 使之成為生命的統(tǒng)一整體對多變的外界環(huán)境作出綜合反應(yīng)。 1. 關(guān)于細(xì)胞通訊的基本特點, 主要掌握三個問題:信號分子(包括第二信使)及其性質(zhì)和特點、受體的類型和研究方法、信號分子與受體的相互作用。2. 在G蛋白偶聯(lián)受體及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)一節(jié)中, 重點掌握PKA和PKC兩個系統(tǒng)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)理, 包括系統(tǒng)的組成、第二信使的產(chǎn)生、信號的級聯(lián)放大、信號的解除等。另外, 對三體G蛋白的結(jié)構(gòu)、循環(huán)機(jī)制應(yīng)有較深地理解和認(rèn)識。3. 對于酶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng), 主要是學(xué)習(xí)和掌握該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制, 以及各

17、種不同的信號因子受體被激活和作用的特點。重點理解受體酪氨酸激酶/Ras途徑及引起的反應(yīng), 特別是Ras蛋白的激活及所涉及的相關(guān)因子。4. 在信號的匯集、趨異與竄擾一節(jié)中介紹了信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的匯集、信號趨異、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的竄擾等現(xiàn)象, 通過本節(jié)的學(xué)習(xí), 理解細(xì)胞的信號傳導(dǎo)是一個綜合性的反應(yīng),不應(yīng)孤立地看待一個個的信號反應(yīng)。本章的重點是G蛋白偶聯(lián)受體及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、信號的整合、調(diào)節(jié)與終止。具體內(nèi)容細(xì)胞通訊的三種方式：（1）通過信號分子（2）通過細(xì)胞表面分子的粘著（3）通過細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘著又可分為兩大類：（1）依賴細(xì)胞接觸的通訊（2）不依賴細(xì)胞接觸的通訊細(xì)胞通訊的基本過程：（1）

18、信號分子的合成（2）信號分子分泌到細(xì)胞外（3）信號分子的運輸（4）細(xì)胞表面受體對信號分子的識別與檢測（5）信號的轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號（6）細(xì)胞內(nèi)信號作用于效應(yīng)分子，并級聯(lián)放大從而引起一系列的變化，包括生長、代謝、基因表達(dá)（7）信號終止信號分子與信號傳導(dǎo)方式的分類：激素，神經(jīng)遞質(zhì)，局部介質(zhì)激素又分為三類：1蛋白與肽類激素：脂作用與細(xì)胞表面的受體2類固醇激素：光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成；作用與細(xì)胞質(zhì)以及核膜上的受體3氨基酸衍生物激素：酪氨酸衍生而來的小分子；腎上腺素（作用與膜受體），甲狀腺素（作用與細(xì)胞內(nèi)受體局部介質(zhì)：生長因子與淋巴因子神經(jīng)遞質(zhì)：神經(jīng)細(xì)胞的特殊部位突觸釋放出來的信號分子神經(jīng)遞質(zhì)作用的特點：（

19、1）釋放前，突觸必須與靶細(xì)胞離得很近（2）必須產(chǎn)生電信號（3）作用快，部位精確，親和力低受體：任何能夠同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物或者細(xì)胞內(nèi)的信號分子結(jié)合并能引起細(xì)胞功能變化的生物大分子。表面受體多為功能性糖蛋白，但是，霍亂毒素和百日咳毒素受體是糖脂，甲狀腺受體是糖蛋白和糖脂的混合物。細(xì)胞膜上的受體主要分為三類：（結(jié)構(gòu)特點：是一條多肽鏈，具有7個螺旋跨膜區(qū)；包括視紫紅質(zhì)和嗅覺受體）1離子通道受體2G-蛋白偶聯(lián)受體3酶聯(lián)受體（特點：受體本身既是受體又是酶，與信號分子結(jié)合后便具有酶的活性，并將信號放大）。分為兩類：非酪氨酸激酶受體，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)域無催化活性酪氨酸激酶受體：受體酪氨酸激酶、受體蘇氨酸絲氨酸

20、激酶，作用與自身結(jié)構(gòu)的磷酸化，從而結(jié)合細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的其他細(xì)胞質(zhì)酶。表面受體超家族又可分為三類：（1）單次跨膜（2）7次跨膜（3）多亞基跨膜配體與受體結(jié)合的特點：1特異性2高親和性3飽和性4可逆性5可以引起生理反應(yīng)信號分子與受體結(jié)合的復(fù)雜性1一種信號分子只能與一種受體作用，但是可以作用于不同的靶細(xì)胞，引起多種反應(yīng)2細(xì)胞表面有幾十種甚至上千種不同的受體與基質(zhì)中的信號分子同時作用，細(xì)胞必須對多種信號進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞表面受體通過某種機(jī)制將外部的信號轉(zhuǎn)為內(nèi)部信號稱為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的2個途徑：1G-蛋白偶聯(lián)方式2配體激活受體的酶活性級聯(lián)作用的機(jī)理：各種生化反應(yīng)途徑中，上有蛋白對下游蛋白的活性的調(diào)節(jié)

21、主要是通過添加或去除磷酸基團(tuán)，從而引起下游蛋白的構(gòu)形而實現(xiàn)的，因此生化途徑的主要成員是蛋白激酶和磷酸酶，可以引起所有活性的快速變化或者迅速復(fù)原。級聯(lián)放大作用的兩個優(yōu)越性：1同一個級聯(lián)的所有具有催化活性分子的酶受同一個分子調(diào)控2通過級聯(lián)方法，使引起同一級聯(lián)反應(yīng)的信號得到最大限制的放大級聯(lián)放大的其他作用：1信號的轉(zhuǎn)移，由外而內(nèi)2信號的轉(zhuǎn)化，信號轉(zhuǎn)化為引起細(xì)胞應(yīng)答的分子3信號的分散4級聯(lián)各步驟均受一些因子的調(diào)節(jié)，因此級聯(lián)反應(yīng)的最終效應(yīng)還是細(xì)胞內(nèi)外的條件來決定第二信使的兩個基本特性：1第一信使同膜結(jié)合后最先出現(xiàn)在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或細(xì)胞漿中，只在細(xì)胞內(nèi)側(cè)起作用的信號分子2能啟動或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)信號應(yīng)

22、答五種最重要的第二信使：cAMP；Ca2+；cGMP；1，2二酰甘油DAG；1，4，5三磷酸肌醇IP3G蛋白偶聯(lián)受體的2個特點1結(jié)構(gòu)組成：7次跨膜受體，G蛋白，效應(yīng)器2產(chǎn)生第二信使參與G蛋白循環(huán)的三種蛋白1GTPase激活蛋白：加速GTP的水解速度2鳥苷交換因子：促進(jìn)GDP從G蛋白上解離3鳥苷解離抑制蛋白：抑制GDP從G蛋白上的釋放，保持G蛋白處于無活性的狀態(tài)PKA系統(tǒng)：cAMP作為第二信使主要通過激活蛋白激酶A進(jìn)行信號放大，故將cAMP引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)稱為PKA系統(tǒng)。G-蛋白偶聯(lián)受體跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理：（1）G蛋白被受體激活：配體與受體結(jié)合引起受體的構(gòu)型改變，從而提高與G蛋白結(jié)合的能力，這是

23、信號分子唯一的功能。結(jié)合由配體的受體在細(xì)胞質(zhì)面與G蛋白結(jié)合，形成受體G蛋白復(fù)合物。與受體結(jié)合的G蛋白亞基釋放GDP，與GTP結(jié)合，從而使G蛋白具有活性。（2）G蛋白將信號向效應(yīng)物轉(zhuǎn)移：GTP取代GDP，使亞基構(gòu)型發(fā)生變化，、亞基離開，與GTP結(jié)合的亞基單獨向效應(yīng)物移動，并激活效應(yīng)物使其產(chǎn)生第二信使。只要亞基GTP與效應(yīng)物結(jié)合，就會不斷產(chǎn)生第二信使，而、亞基復(fù)合物可以激活下游別的效應(yīng)物。（3）應(yīng)答的終結(jié)：與亞基結(jié)合的GTP水解成GDP的時候信號轉(zhuǎn)導(dǎo)就會終止，GTP水解的速度決定著信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的時間和強(qiáng)度。亞基本身有水解GTP的能力，只是微弱，可以同GAP結(jié)合以加快速率，從而使亞基GDP與、亞基再結(jié)合

24、，成為非活性的復(fù)合物。激活型的配體與激活型的受體結(jié)合，經(jīng)激活型的G蛋白去激活腺苷酸環(huán)化酶，以提高cAMP的濃度；抑制型的配體與抑制型的受體結(jié)合，經(jīng)抑制型的G蛋白去抑制腺苷酸環(huán)化酶，以降低cAMP的濃度。蛋白激酶A（PKA）：全酶共有四個亞基，2個調(diào)節(jié)亞基，2個催化亞基，全酶無活性。分類：一類在胞質(zhì)溶膠中，一類在核膜、質(zhì)膜、微管上作用機(jī)理：蛋白激酶A的功能是將ATP的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上進(jìn)行磷酸化，被蛋白激酶磷酸化的蛋白質(zhì)可以調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的活性功能：蛋白激酶既有細(xì)胞質(zhì)功能又有細(xì)胞核功能PKC系統(tǒng)：組成與作用機(jī)理：G蛋白為Gq，由Gq激活磷酸酯酶C（效應(yīng)物），令其將細(xì)胞質(zhì)膜

25、中的脂酰肌醇4，5-二磷酸分解成脂酰甘油（DAG）和1，4，5三磷酸肌醇（IP3），IP3動員Ca2庫釋放Ca2，而DAG與Ca2共同作用激活蛋白激酶C，通過蛋白激酶C引起級聯(lián)反應(yīng)。關(guān)鍵反應(yīng)是PIP2水解成DAG和IP3；由于蛋白激酶C是由Ca2與DAG共同作用的結(jié)果，所以Ca2也是此反應(yīng)的第二信使。磷脂酶C的激活：與腺苷酸環(huán)化酶的激活一致；Ca2的釋放：IP3在細(xì)胞中擴(kuò)散，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的IP3受體結(jié)合，使IP3門控Ca2通道打開，釋放其中的Ca2，使Ca2的濃度增加。蛋白激酶C的激活：蛋白激酶C的激活是脂依賴性的，需要DG的存在：無活性的蛋白激酶C是水溶性的，有活性的蛋白激酶C則成為膜結(jié)合的酶

26、，所以只有當(dāng)DG出現(xiàn)的時候才為其提供了結(jié)合位點；蛋白激酶C的激活也是鈣依賴性的：蛋白激酶結(jié)合到膜上后，要有鈣結(jié)合上去詞可以激活其功能。蛋白激酶C的作用機(jī)理：與蛋白激酶A一樣蛋白激酶C的功能：1在肝細(xì)胞中與PKA協(xié)作，代謝糖原2在肌細(xì)胞中，抑制肌生成素與DNA的結(jié)合，阻止其分化為肌細(xì)胞對基因的調(diào)控：1將與基因表達(dá)結(jié)合的抑制蛋白磷酸化，使其釋放出基因調(diào)控蛋白，令其進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)行基因的特異表達(dá)2激活級聯(lián)反應(yīng)，使激活的蛋白激酶磷酸化，并激活1個特異基因表達(dá)的調(diào)控蛋白細(xì)胞中Ca2的低濃度的維持：1膜對Ca2是高度不通透的2質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有將其泵出細(xì)胞或泵進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸系統(tǒng)3. Ca2通過膜通道擴(kuò)散，可

27、以使細(xì)胞中的Ca2濃度快速升高鈣調(diào)蛋白：鈣可以與多種蛋白結(jié)合，然后通過這樣的復(fù)合物去激活靶蛋白的活性。其中一種即鈣調(diào)蛋白，可以結(jié)合4 個Ca2，并且可以與cAMP、磷酸二酯酶、蛋白激酶作用，其中最重要的一種作用能夠?qū)ο蠹碈aM蛋白激酶（鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶），與記憶有關(guān)。植物中Ca2的作用：控制氣孔的開關(guān)等鳥苷酸環(huán)化酶受體：受體的特點：受體本身就是鳥苷酸環(huán)化酶，細(xì)胞外部分有同信號結(jié)合的位點，細(xì)胞內(nèi)部分幼鳥苷酸環(huán)化酶的催化結(jié)構(gòu)域，可以催化GTP生成cGMP，cGMP可以激活蛋白激酶G，蛋白激酶G可以是特定的蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化。此途徑的第二信使是cGMP。cGMP介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)心房

28、促尿鈉排泄因子類激素，血壓升高時，由心房肌細(xì)胞分泌作用：降低血壓PKG：cGMP的靶蛋白是依賴于cGMP的蛋白激酶G（PKG）是一種二聚體，由一個催化亞基和一個同cGMP結(jié)合的調(diào)節(jié)亞基，作用的底物：組蛋白，磷酸化酶激酶，糖原合成酶，丙酮酸激酶，膽固醇水解酶。受體酪氨酸激酶（RTKs）：最大的一類酶聯(lián)表面受體特點：即是受體又是酶，同配體結(jié)合，將靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化組成：1含有配體結(jié)合位點的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域2單次跨膜的疏水螺旋區(qū)3含有酪氨酸蛋白激酶（RTK）活性的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域RTKs的主要類型：1表皮生長因子受體：EGF2血小板生長因子受體：PDGF3胰島素和胰島素樣生長因子受體：IGF-14神經(jīng)生長因子受體：NGF5成纖維細(xì)胞生長因子受體：FGF6血管內(nèi)皮生長因子受體：VEGF受體酪氨酸激酶的激活：兩個單體形成二聚體，細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域的尾部被磷酸化，然后二聚體細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域裝配成一復(fù)合結(jié)構(gòu)，信號途徑主要是細(xì)胞核，不同的酪氨酸激酶可形成不同的信號蛋白集群。·胰島素受體：四聚體，2個亞基在外，2個亞基跨膜。胰島素結(jié)合后激活酪氨酸激酶，發(fā)生兩個反應(yīng)：（1）使亞基的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域酪氨酸自我磷酸化（2）對至少兩個胰島素受體底物（IRSs）上十幾個磷酸化位點，使之結(jié)合并激活下游效應(yīng)物SH2域：一種與磷酸化的酪氨酸基元具有高親和力的位點，IRS被磷酸化后，可與具有SH2的蛋白結(jié)合，產(chǎn)生不同效