細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、. 細(xì)胞生物學(xué)教案 邵鄰相 PAGE ：.；PAGE 9第五章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與 信號(hào)傳送一教學(xué)目的：1深化了解被動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)運(yùn)輸和內(nèi)吞外排的概念，以及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)闹匾饬x；2 了解細(xì)胞信號(hào)傳送的主要特點(diǎn)，掌握甾類激素信號(hào)通路、cAMP信號(hào)通路、磷脂酰肌醇信號(hào)通路和EGF受體信號(hào)通路的主要環(huán)節(jié)。二重點(diǎn)：跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞胶图?xì)胞通訊的信號(hào)通路。三難點(diǎn)：跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制。四授課方式與教學(xué)方法：講授、討論、多媒體輔助教學(xué)。五教學(xué)內(nèi)容: 細(xì)胞膜是細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境之間的一種選擇性通透屏障，物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸對(duì)細(xì)胞的生存和生長(zhǎng)至關(guān)重要。多細(xì)胞生物是一個(gè)忙碌而有序的細(xì)胞社會(huì)，這種社會(huì)性的維持不僅依賴于細(xì)胞的物質(zhì)代謝

2、與能量代謝，還有賴于細(xì)胞通訊與信號(hào)傳送，以協(xié)調(diào)細(xì)胞的行為。物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸一.被動(dòng)運(yùn)輸passive transport定義：經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分散或協(xié)助分散實(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)的動(dòng)力物質(zhì)的濃度梯度，不需求細(xì)胞提供能量。類型：簡(jiǎn)單分散simple diffusion、協(xié)助分散facilitated diffusion膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：1.載體蛋白carrier proteins通透酶permease性質(zhì)；介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與自動(dòng)運(yùn)輸。2.通道蛋白 channel proteins 具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高； 離子通道是門(mén)控的；只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸 膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 通道蛋白(被動(dòng)運(yùn)輸)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 載體蛋

3、白 單運(yùn)輸 (被動(dòng)運(yùn)輸+自動(dòng)運(yùn)輸) 共運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸 對(duì)向運(yùn)輸細(xì)胞膜上的運(yùn)輸?shù)鞍祝?載體蛋白：經(jīng)過(guò)構(gòu)象變化運(yùn)輸物質(zhì) 通道蛋白：構(gòu)成通道、運(yùn)輸物質(zhì)載體蛋白:膜上一類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，可特異的、可逆的與某物質(zhì)結(jié)合，經(jīng)過(guò)構(gòu)象變化將物質(zhì)從膜的一側(cè)運(yùn)到另一側(cè)。 又稱通透酶，與運(yùn)輸物質(zhì)的結(jié)合與酶的動(dòng)力學(xué)類似。 通道蛋白:構(gòu)成親水的通道，允許一定大小和一定電荷的離子經(jīng)過(guò)。因運(yùn)轉(zhuǎn)的幾乎都是離子，又稱離子通道.通道蛋白構(gòu)成通道：繼續(xù)開(kāi)放如水通道延續(xù)開(kāi)放閘門(mén)通道配體閘門(mén)通道：配體與受體結(jié)合，通道開(kāi)放。電壓閘門(mén)通道：膜電位變化，啟動(dòng)通道開(kāi)放。壓力激活通道：壓力變化,啟動(dòng)通道開(kāi)放。離子閘門(mén)通道：特定離子濃度變化，啟動(dòng)通道。神經(jīng)

4、肌肉興奮，不到秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成，這一過(guò)程包括四種通道依次例如：神經(jīng)肌肉興奮，不到秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成，這一過(guò)程包括四種通道依次開(kāi)放：A、刺激神經(jīng)激動(dòng)神經(jīng)末梢，膜去極化，電壓閘門(mén)通道鈣離子通道開(kāi)放，鈣離子進(jìn)入神經(jīng)末梢，刺激乙酰膽堿ACH分泌到突觸間隙中；B、ACH與突觸后肌細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，配體閘門(mén)鈉離子通道開(kāi)放，鈉離子進(jìn)入肌細(xì)胞，肌細(xì)胞膜去極化；C、肌細(xì)胞膜上電壓閘門(mén)鈉離子通道開(kāi)放，更多的鈉離子進(jìn)入肌細(xì)胞，肌細(xì)胞膜進(jìn)一步去極化，產(chǎn)生動(dòng)作電位，分散到肌細(xì)胞膜；D、肌漿網(wǎng)上的離子閘門(mén)通道鈣離子通道開(kāi)放，鈣離子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，引起肌肉收縮。二.自動(dòng)運(yùn)輸active transport定義：是由載體蛋白所介

5、導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)進(jìn)展跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。細(xì)胞耗能。由ATP直接提供能量和間接提供能量及光能驅(qū)動(dòng).被動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^ 自動(dòng)運(yùn)輸類型：三種根本類型由ATP直接提供能量的自動(dòng)運(yùn)輸鈉鉀泵 鈣泵Ca2+-ATP酶質(zhì)子泵：P-型質(zhì)子泵、V-型質(zhì)子泵、H+-ATP酶協(xié)同運(yùn)輸cotransport由Na+-K+泵或H+-泵與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接耗費(fèi)ATP所完成的自動(dòng)運(yùn)輸方式物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與膜電位進(jìn)展自動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：各種離子如鈉離子、鉀離子、氯離子、碳酸根離子、鈣離子等。葡萄糖、氨基酸等帶電荷極性分子。進(jìn)展自動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體又稱“離子泵鈉鉀泵膜上運(yùn)輸鈉和鉀離子的載體稱“鈉

6、鉀泵或“鈉鉀ATP酶。鈉鉀泵的組成：大亞基100000DN：外側(cè)：1、鉀結(jié)合位點(diǎn)；2、鳥(niǎo)苯苷結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)側(cè)：1、鈉結(jié)合點(diǎn)；2、ATP結(jié)合點(diǎn)小亞基45000DN：與大亞基結(jié)合，作用不明?！扳c鉀泵的自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)制即：3Na+結(jié)合到結(jié)合位點(diǎn)上 酶磷酸化 酶構(gòu)象變化 3 Na+釋放到細(xì)胞外 2K+結(jié)合到位點(diǎn)上 酶去磷酸化 2K+釋放到細(xì)胞內(nèi)，酶構(gòu)象恢復(fù)原始形狀。Na+-K+泵的作用產(chǎn)生和維持膜電位；為葡萄糖、氨基酸的自動(dòng)運(yùn)輸發(fā)明條件；維持細(xì)胞的浸透壓，例如：當(dāng)腎小管細(xì)胞間隙鈉過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分外滲，細(xì)胞內(nèi)缺水，人會(huì)感到口渴而飲水多。鈣泵 ,又稱Ca2+-ATP酶位于質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的跨膜蛋白,將Ca2+

7、輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存,以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離Ca2+.鈣泵任務(wù)與ATP的水解相偶聯(lián),每耗費(fèi)一個(gè)ATP分子轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)Ca2+ .鈣調(diào)蛋白是鈣泵的激活因子. 鈣調(diào)蛋白(CaM)是Ca2+應(yīng)對(duì)蛋白,由148個(gè)氨基酸殘基組成,含4個(gè)構(gòu)造域,每個(gè)構(gòu)造域可以與一個(gè)Ca2+. CaM本身無(wú)活性, Ca2+與CaM結(jié)合后構(gòu)成Ca2+ - CaM復(fù)合體,再與靶酶結(jié)合將其活化. 質(zhì)子泵,又稱H+-ATP酶位于植物細(xì)胞、真菌和細(xì)菌質(zhì)膜上的跨膜蛋白,將H+泵出細(xì)胞建立跨膜的H+電化學(xué)梯度，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。P-型質(zhì)子泵：位于真核細(xì)胞的質(zhì)膜上，轉(zhuǎn)運(yùn)H+過(guò)程中涉及磷酸化和去磷酸化。V-型質(zhì)子泵：位于動(dòng)物細(xì)胞溶

8、酶體膜和植物液泡膜上，轉(zhuǎn)運(yùn)H+過(guò)程中不涉及磷酸化的中間體。提高細(xì)胞質(zhì)中的pH和細(xì)胞器內(nèi)的酸度。 HYPERLINK F:ATP_SynthesisATP的合成.mov t _parent H HYPERLINK F:ATP_SynthesisATP的合成.mov t _parent + HYPERLINK F:ATP_SynthesisATP的合成.mov t _parent -ATP HYPERLINK F:ATP_SynthesisATP的合成.mov t _parent 酶：位于線粒體的內(nèi)膜，植物類囊體膜和細(xì)菌質(zhì)膜上，利用 HYPERLINK F:Electron_Transport%2

9、0呼吸鏈中電子的運(yùn)輸.mov t _parent 膜上 HYPERLINK F:Electron_Transport%20呼吸鏈中電子的運(yùn)輸.mov t _parent H HYPERLINK F:Electron_Transport%20呼吸鏈中電子的運(yùn)輸.mov t _parent + HYPERLINK F:Electron_Transport%20呼吸鏈中電子的運(yùn)輸.mov t _parent 梯度合成ATP。協(xié)同運(yùn)輸cotransport由Na+-K+泵或H+-泵與載體蛋白協(xié)同作用， 靠間接耗費(fèi)ATP所完成的自動(dòng)運(yùn)輸方式 自動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰坎皇怯葾TP直接提供，而是由儲(chǔ)存在膜上離子梯度中

10、的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)的。這類運(yùn)輸進(jìn)展時(shí)，一種物質(zhì)的運(yùn)輸必需依賴另一種物質(zhì)的同時(shí)運(yùn)輸，故稱為協(xié)同運(yùn)輸。協(xié)同運(yùn)輸兩種物質(zhì)同時(shí)相向轉(zhuǎn)運(yùn)，稱對(duì)向運(yùn)輸逆向協(xié)同運(yùn)輸。如Na+-K+；Na+H+；Cl-HCl3-兩種物質(zhì)同時(shí)同向轉(zhuǎn)運(yùn)，稱共運(yùn)輸同向協(xié)同運(yùn)輸。如Na+-G；Na+-aa濃度差+電位差電化學(xué)梯度動(dòng)物細(xì)胞中，Na+的電化學(xué)梯度通常是驅(qū)動(dòng)另一種分子主運(yùn)輸?shù)哪芰浚鏝a+ 梯度驅(qū)動(dòng)G、aa的自動(dòng)運(yùn)輸三、胞吞作用endocytosis與胞吐作用exocytosis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)輸或批量運(yùn)輸bulk transport。屬于自動(dòng)運(yùn)輸。胞吞作用胞吐作用胞吞作用胞飲作用pinocyt

11、osis與吞噬作用phagocytosis。胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別特征內(nèi)吞泡的大小轉(zhuǎn)運(yùn)方式內(nèi)吞泡構(gòu)成機(jī)制胞飲作用小于150nm延續(xù)發(fā)生的過(guò)程需求籠形蛋白構(gòu)成包被及接合素蛋白銜接吞噬作用大于250nm需受體介導(dǎo)的信號(hào)觸發(fā)過(guò)程需求微絲及結(jié)合蛋白的參與受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用及包被的組裝包內(nèi)體及其分選作用胞內(nèi)體：是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，其作用是傳輸由胞吞作用新攝入的物質(zhì)到溶酶體被降解。胞內(nèi)體上有質(zhì)子泵。胞吐作用胞吐作用：是將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程。組成型的外排途徑constitutive exocytosis pathway一切真核細(xì)胞延續(xù)分泌過(guò)程用于

12、質(zhì)膜更新膜脂、膜蛋白、胞外基質(zhì)組分、營(yíng)養(yǎng)或信號(hào)分子default pathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)理型分泌泡外，其他蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌泡細(xì)胞外表 調(diào)理型外排途徑regulated exocytosis pathway特化的分泌細(xì)胞儲(chǔ)存刺激釋放產(chǎn)生的分泌物如激素、粘液或消化酶具有共同的分選機(jī)制，分選信號(hào)存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來(lái)決議 膜流：動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)質(zhì)膜更新和維持細(xì)胞的生存與生長(zhǎng)是必要的囊泡與靶膜的識(shí)別與交融胞吞作用途徑 膜上糖蛋白或糖脂識(shí)別 與膜接觸 膜內(nèi)陷包圍物質(zhì)膜交融去封口 囊泡 進(jìn)入細(xì)胞胞內(nèi)體：是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，

13、其作用是傳輸由胞吞作用新攝入的物質(zhì)到溶酶體被降解。胞內(nèi)體上有質(zhì)子泵。第二節(jié) 細(xì)胞通訊與信號(hào)傳送一、細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別 一細(xì)胞通訊cell communication一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息經(jīng)過(guò)介質(zhì)傳送到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反響。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，協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化和凋亡是必需的。細(xì)胞通訊方式：分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)展通訊 內(nèi)分泌endocrine激素分泌后作用較遠(yuǎn)的靶細(xì)胞，其傳送介質(zhì)為血液。旁分泌paracrine激素分泌釋放后作用于臨近的靶細(xì)胞，其傳送介質(zhì)為細(xì)胞間液。自分泌autocrine激素分泌釋放后仍作用于本身細(xì)胞，其傳送介質(zhì)為胞液；化學(xué)突觸ch

14、emical synapse接觸性依賴的通訊細(xì)胞間直接接觸，信號(hào)分子與受體都是細(xì)胞的跨膜蛋白間隙銜接實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)二細(xì)胞識(shí)別cell recognition 概念：細(xì)胞經(jīng)過(guò)其外表的受體與胞外信號(hào)物質(zhì)分子配體選擇性地相互作用，進(jìn)而導(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(guò)程。 信號(hào)通路signaling pathway細(xì)胞識(shí)別是經(jīng)過(guò)各種不同的信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞接受外界信號(hào)，經(jīng)過(guò)一整套特定的機(jī)制，將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào)，最終調(diào)理特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)對(duì)反響，這種反響系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路。三細(xì)胞的信號(hào)分子與受體信號(hào)分子signal molecule親脂性信號(hào)分子

15、親水性信號(hào)分子氣體性信號(hào)分子(NO) 受體receptor受體是細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的功能性糖蛋白，可特異地識(shí)別配體并與之結(jié)合，引起相應(yīng)的生物效應(yīng)。多為糖蛋白細(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)受體超家族此型受體主要包括類固醇激素受體，如糖皮質(zhì)激素受體GR、雌激素受體ER、孕激素受體PR、雄激素受體AR、鹽皮質(zhì)激素受體MR等； 維生素D3受體VDR以及甲狀腺激素受體TR。 這些激素進(jìn)入細(xì)胞以后，能與特異性受體結(jié)合構(gòu)成活性復(fù)合物，然后作用于染色體DNA，調(diào)理基因表達(dá)，從而影響細(xì)胞的物質(zhì)代謝和生理活動(dòng)。 細(xì)胞外表受體:為胞外親水性信號(hào)分子所激活 細(xì)胞外表受體分屬三大家族： 離

16、子通道偶聯(lián)的受體ion-channel-linked receptorG-蛋白偶聯(lián)的受體G-protein-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)反響；受體失敏desensitization封鎖反響、減量調(diào)理down-regulation降低反響。第二信使second messengercAMP、cGMP、三磷酸肌醇IP3，二?；视虳G分子開(kāi)關(guān)molecular switches細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送中起舉足輕重作用的一類蛋白質(zhì)，經(jīng)過(guò)磷酸化或結(jié)合GTP而活化，

17、開(kāi)啟信號(hào)通路，經(jīng)過(guò)去磷酸化或結(jié)合GDP而失活，封鎖信號(hào)經(jīng)過(guò)。二、經(jīng)過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳送親脂性的小分子經(jīng)過(guò)與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合傳送信號(hào)。細(xì)胞內(nèi)受體本質(zhì)是激素激活的基因調(diào)控蛋白，構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)受體家族。甾類激素介導(dǎo)的信號(hào)通路 兩步反響階段： 初級(jí)反響階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的，發(fā)生迅速；次級(jí)反響：初級(jí)反響產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用。 一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路三、經(jīng)過(guò)細(xì)胞外表受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳送親水性的化學(xué)信號(hào)分子普通不能直接進(jìn)入細(xì)胞，而是經(jīng)過(guò)與細(xì)胞外表特異受體的結(jié)合，進(jìn)展信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而對(duì)靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和受體蛋白類型的不同，細(xì)胞外表受體分為三大家族：一離子通道偶聯(lián)的受

18、體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳送受體本身為離子通道，信號(hào)神經(jīng)遞質(zhì)與受體識(shí)別結(jié)合，開(kāi)閉通道，離子流動(dòng)，改動(dòng)細(xì)胞膜的興奮性。特點(diǎn)：受體/離子通道復(fù)合體，四次/六次跨膜蛋白跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無(wú)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)傳送有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)輸離子的選擇性G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳送由G蛋白介導(dǎo),將信息傳送給第二信使,引起一系列胞內(nèi)生物效應(yīng)。G蛋白：鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白的總稱，其共同特征是： 由gba三個(gè)亞單位組成；位于細(xì)胞膜受體與效應(yīng)器之間的轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白；具有結(jié)合GDP或GTP的才干，有GTP酶活性；可激活效應(yīng)蛋白，實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。cAMP信號(hào)通路 磷脂酰肌醇信號(hào)G-蛋白偶聯(lián)

19、受體又稱蛇型受體。此型受體通常由單一的多肽鏈或均一的亞基組成，其肽鏈可分為細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)、細(xì)胞內(nèi)區(qū)三個(gè)區(qū)。跨膜區(qū)由7個(gè)螺旋構(gòu)造組成；多肽鏈的N-端位于細(xì)胞外區(qū)，而C-端位于細(xì)胞內(nèi)區(qū)；在第五及第六跨膜螺旋構(gòu)造之間的細(xì)胞內(nèi)環(huán)部分第三內(nèi)環(huán)區(qū)，是與G蛋白偶聯(lián)的區(qū)域。 大多數(shù)常見(jiàn)的神經(jīng)遞質(zhì)受體和激素受體是屬于G蛋白偶聯(lián)型受體。 細(xì)胞外表其它與酶偶聯(lián)的受體本身是酶，具有TPK活性，主要是一些生長(zhǎng)因子的受體，與配體結(jié)合即活化，使靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化，引起細(xì)胞反響。通常與酶銜接的細(xì)胞外表受體又稱催化性受體，目前知的這類受體都是跨膜蛋白，當(dāng)胞外配基與受體結(jié)合即激活受體胞內(nèi)段的酶活性。至少包括5類：受體酪氨

20、酸激酶 受體蛋白酪氨酸殘基自磷酸化。受體絲氨酸/蘇氨酸激酶HYPERLINK TGFb_Signaling 腫瘤壞死因子Beta作用途徑.mov如TGF的作用受體酪氨酸磷酸酯酶受體蛋白酪氨酸殘基去磷酸化受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶ANPs-signals合成cGMP酪氨酸蛋白激酶聯(lián)絡(luò)的受體 cAMP信號(hào)通路反響鏈：激素G-蛋白偶聯(lián)受體G-蛋白腺苷酸環(huán)化酶cAMP cAMP依賴的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄 組分及其分析 G-蛋白偶聯(lián)受體 G-蛋白活化與調(diào)理G蛋白的效應(yīng)蛋白酶主要有腺苷酸環(huán)化酶AC和磷脂酶CPLC。前者可催化第二信使cAMP的產(chǎn)生，后者可催化第二信使DG和IP3的產(chǎn)生，從而將配體的信號(hào)傳送

21、到細(xì)胞內(nèi)。 1、CAMP信號(hào)途徑信號(hào)與受體結(jié)合，受體活化，構(gòu)象改動(dòng)，暴露與G蛋白的結(jié)合部位。配體受體復(fù)合物與G蛋白結(jié)合，G活化，Gs構(gòu)象改動(dòng)，結(jié)合GTPGs-GTP復(fù)合物與分別，暴露與AC的結(jié)合部位。Gs-GTP與 AC結(jié)合，AC活化，分解ATP為CAMPGs分解GTP為 GDP，構(gòu)型改動(dòng)，與 AC分別，AC失活，Gs與結(jié)合，恢復(fù)靜息形狀。 GPLR的失敏：例：腎上腺素受體被激活后，10-15秒cAMP驟增，然后在不到1min內(nèi)反響速降，以致消逝。受體活性快速喪失速發(fā)相失敏desensitization；機(jī)制：受體磷酸化 受體與Gs解偶聯(lián)，cAMP反響停頓并被PDE降解。兩種Ser/Thr磷酸

22、化激酶： PKA 和腎上腺素受體激酶 ARK， 擔(dān)任受體磷酸化；胞內(nèi)協(xié)作因子撲獲蛋白 arrestin結(jié)合磷酸化的受體，抑制其功能活性 arrestin 已克隆、定位11q13。 反響減弱遲發(fā)相減量調(diào)理down-regulation機(jī)制：受體-配體復(fù)合物內(nèi)吞，導(dǎo)致外表受體數(shù)量減少，發(fā)現(xiàn) arrestin可直接與Clathrin結(jié)合，在內(nèi)吞中起adeptors作用； 受體減量調(diào)理與內(nèi)吞后受體的分選有關(guān)。磷脂酰肌醇信號(hào)通路“雙信使系統(tǒng)反響鏈：胞外信號(hào)分子G-蛋白偶聯(lián)受體激活細(xì)胞質(zhì)膜上的 IP3胞內(nèi)Ca2+濃度升高Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)細(xì)胞反響 磷脂酶C(PLC) 使細(xì)胞質(zhì)膜上的PIP2 水解

23、DG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH升高PIP2：4，5-二磷酸磷脂酰肌醇 PKC 蛋白激酶CIP3： 1，4，5-三磷酸肌醇DG：二?；视褪荏w酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路受體酪氨酸激酶receptor tyrosine kinases，RTKs包括6個(gè)亞族信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體受體受體二聚化受體的自磷酸化激活RTK胞內(nèi)信號(hào)蛋白啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo)RTK- Ras信號(hào)通路：配體RTK adaptor GRFRasRafMAPKKKMAPKKMAPK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。G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK的激活 RTKs的失敏desensitization

24、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK的激活MAPKMitogen-activated protein kinase又稱ERKextracelular signal-regulated kinase真核細(xì)胞廣泛存在的Ser/Thr蛋白激酶。 MAPK的底物：膜蛋白受體、酶、胞漿蛋白、核骨架蛋白、及多種核內(nèi)或胞漿內(nèi)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子在細(xì)胞增殖和分化中具有重要調(diào)控作用。PTX敏感性G蛋白Gi，Go的亞基依賴于Ras激活MAPK，詳細(xì)機(jī)制還有待深化研討；PKC、PLC與G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的MAPK激活PKC和PLC 參與G蛋白偶聯(lián)受體激活MAPK ： G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白； G蛋白亞基或 亞基激活PLC，促進(jìn)

25、膜磷脂代謝； 磷脂代謝產(chǎn)物 DAG + IP3 激活PKC； PKC 經(jīng)過(guò)Ras 或 Raf 激活MAPK ；由于PKC對(duì)鈣的依賴性不同，所以G蛋白偶聯(lián)受體 MAPK途徑對(duì)鈣要 求不同；PKA對(duì)G蛋白偶聯(lián)受體 MAPK途徑的負(fù)調(diào)控迄今未發(fā)現(xiàn)和制備出MAPK組成型突變dominant negative mutant，提示細(xì)胞難于忍受MAPK的繼續(xù)激活MAPK的去活是細(xì)胞維持正常生長(zhǎng)代謝所必需。主要機(jī)制：特異性的Tyr/Thr磷脂酶可選擇性地使MAPK去磷酸化，封鎖MAPK信號(hào)。cAMP ， MAPK ；cAMP直接激活cAMP依賴的PKA；PKA能夠經(jīng)過(guò)RTK或經(jīng)過(guò)抑制Raf-Ras相互作用起負(fù)調(diào)控作用。RTKs的失敏：催化性受體的效應(yīng)器位于受體本身，因此失敏即酶活性速發(fā)抑制。機(jī)制：受體的磷酸化修飾。EGF受體Thr654的磷酸化導(dǎo)致RTK活性的抑制，假設(shè)該位點(diǎn)產(chǎn)生Ala突變，那么阻止活性抑制，后又發(fā)現(xiàn)C端的Ser1046/7也是磷酸化位點(diǎn)。磷酸化位點(diǎn)所在的C端恰好是SH2蛋白的結(jié)合部位。引起受體磷酸化的激酶：PKC作用于Thr654；CaMK2Ca2+和CaM依賴的激酶2作用于Ser1046/7還發(fā)現(xiàn)：EGF受體是CDK的靶蛋白，提示和周期調(diào)控有關(guān)。RTK晶體構(gòu)造研討闡明， RTK激活后構(gòu)成穩(wěn)定的非抑制性構(gòu)象；磷酸化修飾后，構(gòu)成抑制性構(gòu)象，引起失敏。RTK失