第五章物質(zhì)運(yùn)輸與信號(hào)傳遞

細(xì)胞生物學(xué)CellBiology當(dāng)前第1頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與

信號(hào)傳遞

物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞

當(dāng)前第2頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)第一節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸●被動(dòng)運(yùn)輸（passivetransport）●主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）●胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）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)之一當(dāng)前第3頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)

第二節(jié)細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞

●細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別 ●細(xì)胞的信號(hào)分子與受體 ●通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞 ●通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 ●由細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞 ●細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息當(dāng)前第4頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)被動(dòng)運(yùn)輸（passivetransport）

特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、跨膜動(dòng)力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類(lèi)型：簡(jiǎn)單擴(kuò)散（simplediffusion）、協(xié)助擴(kuò)散（facilitateddiffusion）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：

載體蛋白（carrierproteins）——通透酶（permease）性質(zhì)； 介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。

通道蛋白（channelproteins）——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

類(lèi)型：電壓門(mén)通道（voltage-gatedchannel） 配體門(mén)通道（ligand-gatedchannel）壓力激活通道（stress-activatedchannel）

物質(zhì)運(yùn)輸?shù)拇c橋當(dāng)前第5頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第6頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)水通道

水?dāng)U散通過(guò)人工膜的速率很低，人們推測(cè)膜上有水通道。1991年Agre發(fā)現(xiàn)第一個(gè)水通道蛋白CHIP28（28KD），他將CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中，在低滲溶液中，卵母細(xì)胞迅速膨脹，5分鐘內(nèi)破裂。細(xì)胞的這種吸水膨脹現(xiàn)象會(huì)被Hg2+抑制。2003年Agre與離子通道的研究者M(jìn)acKinnon同獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。目前在人類(lèi)細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)的此類(lèi)蛋白至少有11種，被命名為水通道蛋白（Aquaporin，AQP）。當(dāng)前第7頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)2003年，美國(guó)科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，分別因?qū)?xì)胞膜水通道，離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

PeterAgreRoderickMacKinnon

當(dāng)前第8頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)主動(dòng)運(yùn)輸（activetransport）

●特點(diǎn)：運(yùn)輸方向、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白●類(lèi)型：主動(dòng)運(yùn)輸所需的能量來(lái)源主要有：三種基本類(lèi)型

由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸—

鈉鉀泵（結(jié)構(gòu)與機(jī)制）

鈣泵（Ca2+-ATP酶）

質(zhì)子泵：P-型、V-型、F-型協(xié)同運(yùn)輸（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用， 靠間接消耗ATP所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式

當(dāng)前第9頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)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(chēng)膜泡運(yùn)輸或批量運(yùn)輸 （bulktransport）。屬于主動(dòng)運(yùn)輸。

●胞吞作用

●胞吐作用當(dāng)前第10頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)胞吞作用

●胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis）。 胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別●受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用及包被的組裝細(xì)胞代表中性顆粒白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞原生動(dòng)物白細(xì)胞、腎細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞、肝巨噬細(xì)胞和植物細(xì)胞當(dāng)前第11頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)

胞吐作用

●組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway） 所有真核細(xì)胞，連續(xù)分泌過(guò)程，用于質(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）。defaultpathway：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（regulatedexocytosispathway） 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(lèi)蛋白來(lái)決定 ●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)別與融合

當(dāng)前第12頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別●細(xì)胞通訊（cellcommunication）●細(xì)胞識(shí)別（cellrecognition）當(dāng)前第13頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)細(xì)胞通訊（cellcommunication）

一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過(guò)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，協(xié)調(diào)細(xì)胞的功能，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化和凋亡是必須的。

●細(xì)胞通訊方式：

分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊

內(nèi)分泌（endocrine）

旁分泌（paracrine）

自分泌（autocrine）

化學(xué)突觸（chemicalsynapse）

接觸性依賴(lài)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

間隙連接實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)當(dāng)前第14頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)細(xì)胞識(shí)別（cellrecognition）

●概念： 細(xì)胞通過(guò)其表面的受體與胞外信號(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?！裥盘?hào)通路（signalingpathway） 細(xì)胞識(shí)別是通過(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)，通過(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)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)，這種反應(yīng)系列稱(chēng)之為細(xì)胞信號(hào)通路。當(dāng)前第15頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)細(xì)胞的信號(hào)分子與受體

●信號(hào)分子（signalmolecule）

親脂性信號(hào)分子甾醇類(lèi)激素（性激素、腎上腺皮質(zhì)激素、蛻皮激素等）。

親水性信號(hào)分子神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、局部化學(xué)遞質(zhì)和大部分激素。

氣體性信號(hào)分子(NO)

●受體（receptor）多為糖蛋白 ●第二信使（secondmessenger）和分子開(kāi)關(guān)（molecularswitches））

榮獲1971年諾貝爾獎(jiǎng)！當(dāng)前第16頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)●受體的類(lèi)型

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-linkedreceptor）G-蛋白偶聯(lián)的受體（G-protein-linkedreceptor）酶偶連的受體（enzyme-linkedreceptor）當(dāng)前第17頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)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)。當(dāng)前第18頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cyclicAMP第一信使IP3/DAGCa2+ArachidonicAcidNitricOxidecyclicGMP

第二信使（secondarymessenger）

細(xì)胞外信號(hào)分子作用于細(xì)胞膜上的受體后，誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子。當(dāng)前第19頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞●甾類(lèi)激素介導(dǎo)的信號(hào)通路

兩步反應(yīng)階段：

初級(jí)反應(yīng)階段：直接活化少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)生迅速；次級(jí)反應(yīng)：初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的放大作用

當(dāng)前第20頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞●一氧化氮介導(dǎo)的信號(hào)通路

NO作用于鄰近細(xì)胞。NO在血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞中生成，由一氧化氮合酶（NOS）催化，以L精氨酸為底物，NADPH為電子供體，生成NO和L瓜氨酸。

NO的作用機(jī)理：-乙酰膽堿→血管內(nèi)皮→Ca2+濃度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌細(xì)胞→鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶→cGMP→血管平滑肌細(xì)胞的Ca2+離子濃度下降→平滑肌舒張→血管擴(kuò)張、血流通暢。

硝酸甘油治療心絞痛：硝酸甘油轉(zhuǎn)化為NO，舒張血管，減輕心臟負(fù)擔(dān)和心肌需氧量。

榮獲1998年諾貝爾獎(jiǎng)！當(dāng)前第21頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)1998年R．Furchgott等三位美國(guó)科學(xué)家因?qū)O信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究而獲得諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。RobertF.Furchgott

LouisJ.Ignarro

FeridMurad

當(dāng)前第22頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)通過(guò)細(xì)胞表面受體(膜受體)介導(dǎo)的

信號(hào)跨膜傳遞

●膜受體的結(jié)構(gòu)●膜受體的類(lèi)型●膜受體的生物學(xué)特征●信號(hào)跨膜傳遞當(dāng)前第23頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)膜受體的結(jié)構(gòu)識(shí)別部

(discriminator）受體向著細(xì)胞外部分，多為糖蛋白的糖鏈，可識(shí)別不同的配體，狹義受體指此部位。識(shí)別部轉(zhuǎn)換部效應(yīng)部轉(zhuǎn)換部（transducer）：識(shí)別部與效應(yīng)部之間的偶聯(lián)部分，將識(shí)別部所接受的信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換傳給效應(yīng)部。效應(yīng)部（effector）：受體向著細(xì)胞質(zhì)的部分，一般具有酶的活性，配體與受體結(jié)合前，它是無(wú)活性的，只有受體與配體結(jié)合后才被激活，引起一系列變化，產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)。當(dāng)前第24頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)膜受體的生物學(xué)特征1.特異性

2.高親和性3.飽和性4.可逆性5.特定的細(xì)胞定位當(dāng)前第25頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)膜受體的類(lèi)型

●離子通道偶聯(lián)的受體

●G-蛋白偶聯(lián)的受體

●酶偶聯(lián)的受體(催化性受體)當(dāng)前第26頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第27頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)Cellsurfacereceptors當(dāng)前第28頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)通過(guò)細(xì)胞表面受體(膜受體)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

●G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞

●酶偶聯(lián)的受體(催化性受體)介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞當(dāng)前第29頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)離子通道偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞由多亞基組成的受體-離子通道復(fù)合體，本身既有信號(hào)結(jié)合位點(diǎn)，又是離子通道。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)傳遞

有選擇性：配體的特異性選擇和運(yùn)輸離子的選擇性當(dāng)前第30頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)

離子通道受體（ionchannelreceptor）本身是離子通道，或者與離子通道相偶聯(lián)，離子通道的開(kāi)關(guān)受細(xì)胞外配體的調(diào)節(jié)。例如：N-乙酰膽堿受體。當(dāng)前第31頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)G-蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的

信號(hào)跨膜傳遞●cAMP信號(hào)通路●磷脂酰肌醇信號(hào)通路配體-受體復(fù)合物與靶細(xì)胞（酶或離子通道）的作用要通過(guò)與G蛋白的偶聯(lián)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)，影響細(xì)胞的行為。根據(jù)產(chǎn)生第二信使的不同分為：當(dāng)前第32頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)偶聯(lián)G蛋白受體（G-protein-linkedreceptor）是指受體和酶或離子通道之間的相互作用通過(guò)一種結(jié)合GTP的調(diào)節(jié)蛋白（GTP-bindingregulatoryprotein）介導(dǎo)來(lái)完成。例如M-乙酰膽堿受體、β腎上腺素受體。

當(dāng)前第33頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)

偶聯(lián)G蛋白受體結(jié)構(gòu)當(dāng)前第34頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)5/29/2023G蛋白偶聯(lián)受體①多種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類(lèi)激素和趨化因子的受體。②味覺(jué)、視覺(jué)和嗅覺(jué)感受器。當(dāng)前第35頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)2004年Axel和Buck因發(fā)現(xiàn)氣味受體和化學(xué)感受器系統(tǒng)的組成而獲諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。RichardAxelLindaB.Buck當(dāng)前第36頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)G蛋白的結(jié)構(gòu)

G蛋白是三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白。由аβγ三個(gè)亞基組成βγ二聚體通過(guò)共價(jià)結(jié)合錨于膜上起穩(wěn)定а作用，а亞基具有GTP酶活性當(dāng)前第37頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cAMP信號(hào)通路反應(yīng)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(lài)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)的受體

G-蛋白活化與調(diào)節(jié)

效應(yīng)酶——腺苷酸環(huán)化酶

當(dāng)前第38頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cAMP信號(hào)體系的組成

cAMP信號(hào)體系5種成分：Rs:激活型激素受體Gs:與GDP結(jié)合的活化型調(diào)節(jié)受體Ri:抑制型激素受體Gi:與GDP結(jié)合的抑制型調(diào)節(jié)受體AC:腺苷酸環(huán)化酶

當(dāng)前第39頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)5種成分：Rs:激活型激素受體Gs:與GDP結(jié)合的活化型調(diào)節(jié)受體Ri:抑制型激素受體Gi:與GDP結(jié)合的抑制型調(diào)節(jié)受體AC:腺苷酸環(huán)化酶

當(dāng)前第40頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)刺激型cAMP信號(hào)體系當(dāng)前第41頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)刺激型cAMP信號(hào)體系當(dāng)前第42頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)刺激型cAMP信號(hào)體系當(dāng)前第43頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)抑制型cAMP信號(hào)體系RαsβγcyclaseRβγαicyclase抑制腺苷酸環(huán)化酶活性L當(dāng)前第44頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第45頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)亞基---被異戊?；╥soprenylated）修飾連在膜上；亞基---被豆蔻酸化（myristoylated）修飾連在膜上。當(dāng)前第46頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cAMP的形成與降解腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶當(dāng)前第47頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cAMP的生物學(xué)效應(yīng)：特異性活化蛋白激酶A139調(diào)節(jié)亞基無(wú)活性催化亞基cAMP-調(diào)節(jié)亞基復(fù)合物活化的催化亞基無(wú)活性蛋白激酶A當(dāng)前第48頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)cAMP信號(hào)體系產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)（例）139無(wú)活性磷酸化激酶有活性磷酸化激酶無(wú)活性糖原磷酸化酶有活性糖原磷酸化酶糖原1-磷酸葡萄糖當(dāng)前第49頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)（cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白）當(dāng)前第50頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)磷脂酰肌醇信號(hào)通路

“雙信使系統(tǒng)”反應(yīng)鏈：胞外信號(hào)分子→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→

→IP3→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細(xì)胞反應(yīng)磷脂酶C(PLC)→→DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH

當(dāng)前第51頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)酶偶聯(lián)的受體或催化受體（catalyticreceptor）受體的胞質(zhì)側(cè)部分具有酪氨酸蛋白激酶活性。當(dāng)配體與受體結(jié)合后，可激活其酪氨酸蛋白激酶活性，使靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列生理活動(dòng)的變化。例如：EGF受體。當(dāng)前第52頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)①單次跨膜蛋白；②接受配體后發(fā)生二聚化，啟動(dòng)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。酶偶聯(lián)的受體當(dāng)前第53頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)酶偶聯(lián)的受體包括5類(lèi)：受體酪氨酸激酶

受體絲氨酸/蘇氨酸激酶受體酪氨酸磷酸酯酶受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（ANPs-signals）酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體

當(dāng)前第54頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路

受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTKs） 是細(xì)胞表面一大類(lèi)重要酶聯(lián)受體家族。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)當(dāng)前第55頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路

RTK-Ras信號(hào)通路的基本模式：

配體→RTK→adaptor←GRF→Ras→Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→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。功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞的增值與分化，促進(jìn)細(xì)胞存活，細(xì)胞代謝過(guò)程中的調(diào)節(jié)與校正作用蛋白激酶磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)的步驟

當(dāng)前第56頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路RTK結(jié)合蛋白（接頭蛋白:GRB-2）--信號(hào)分子間的識(shí)別結(jié)構(gòu)域

SH2結(jié)構(gòu)域：介導(dǎo)信號(hào)分子與含磷酸酪氨酸的蛋白結(jié)合-受體。SH3結(jié)構(gòu)域：介導(dǎo)信號(hào)分子與富含脯氨酸的蛋白結(jié)合-GRF(鳥(niǎo)苷酸釋放因子)或Sos蛋白（Ras蛋白激活因子）。Ras具有分子開(kāi)關(guān)作用：失活態(tài)→活化態(tài)：鳥(niǎo)苷酸釋放因子（GRF:SH3）接頭蛋白SH2---Ras激活蛋白活化態(tài)→失活態(tài):GTP酶活化蛋白（GAP:SH2）---Ras蛋白結(jié)合的GTP水解成GDPG蛋白大G蛋白小分子量G蛋白：如Ras蛋白當(dāng)前第57頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)由細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞●整聯(lián)蛋白與粘著斑●通過(guò)粘著斑由整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通路：由細(xì)胞表面到細(xì)胞核的信號(hào)通路由細(xì)胞表面到細(xì)胞質(zhì)核糖體的信號(hào)通路當(dāng)前第58頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征

與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息●細(xì)胞信號(hào)傳遞是多通路、多環(huán)節(jié)、多層次和高度復(fù)雜的可控過(guò)程。細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征：具有收斂（convergence）或發(fā)散（divergence）的特點(diǎn)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)既具有專(zhuān)一性又有作用機(jī)制的相似性信號(hào)的放大作用和信號(hào)所啟動(dòng)的作用的終止并存細(xì)胞以不同的方式產(chǎn)生對(duì)信號(hào)的適應(yīng)(失敏與減量調(diào)節(jié))●細(xì)胞信號(hào)傳遞構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有高度的非線性特點(diǎn)，即信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各通路之間存在crosstalking的相互關(guān)系.蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息與信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的crosstalking

當(dāng)前第59頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)乙醛酸循環(huán)體過(guò)氧化物酶體當(dāng)前第60頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)109疏水分子小的不帶電荷的極性分子甘油乙醇葡萄糖離子較大不帶電荷的極性分子當(dāng)前第61頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的比較

特點(diǎn)：

①比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；②運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系；③特異性；飽和性。當(dāng)前第62頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)110當(dāng)前第63頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)

載體蛋白是存在于細(xì)胞膜上的多次跨膜的蛋白分子。每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過(guò)一系列構(gòu)象的改變介導(dǎo)溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。

載體蛋白的特點(diǎn)：有特異性的結(jié)合位點(diǎn)；轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程具有飽和動(dòng)力學(xué)特征；可被競(jìng)爭(zhēng)性抑制和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。當(dāng)前第64頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)110載體蛋白通過(guò)構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)募傧竽Ｐ彤?dāng)前第65頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)載體蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴(kuò)散

通過(guò)載體蛋白與特定物質(zhì)相結(jié)合，發(fā)生可逆性構(gòu)象變化，順濃度梯度進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸。當(dāng)前第66頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)（1）通道蛋白：通道蛋白所介導(dǎo)的被動(dòng)運(yùn)輸不需要與溶質(zhì)分子結(jié)合，它橫跨膜形成親水通道，允許適宜大小的分子和帶電荷的離子通過(guò)。當(dāng)前第67頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)111電壓門(mén)控型配體門(mén)控型（胞外配體）配體門(mén)控型（胞內(nèi)配體）壓力激活型胞質(zhì)側(cè)當(dāng)前第68頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)載體蛋白船通道蛋白橋當(dāng)前第69頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)112偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATP驅(qū)動(dòng)泵光驅(qū)動(dòng)泵電化學(xué)梯度當(dāng)前第70頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)寡糖當(dāng)前第71頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第72頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)ATPADP激發(fā)酶活性構(gòu)象改變構(gòu)象改變?nèi)チ姿峄瘶?gòu)象改變Na+-K+泵的工作機(jī)制當(dāng)前第73頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)Na+-K+泵的工作機(jī)制當(dāng)前第74頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)質(zhì)子泵1、P型：利用ATP自磷酸化發(fā)生構(gòu)象的改變來(lái)轉(zhuǎn)移質(zhì)子如植物細(xì)胞膜上的H+泵、動(dòng)物胃表皮細(xì)胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。

2、V型：存在于各類(lèi)小泡膜上，水解ATP產(chǎn)生能量，但不發(fā)生自磷酸化，位于溶酶體膜、內(nèi)體、植物液泡膜上。3、F型：利用質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)合成ATP，即ATP合酶，位于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、類(lèi)囊體膜上。當(dāng)前第75頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)P型當(dāng)前第76頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)V型當(dāng)前第77頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)F型當(dāng)前第78頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)載體蛋白的單運(yùn)輸、共運(yùn)輸和對(duì)向運(yùn)輸當(dāng)前第79頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)共運(yùn)輸當(dāng)前第80頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)對(duì)向運(yùn)輸當(dāng)前第81頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)腸上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不對(duì)稱(chēng)分布造成葡萄糖從腸腔到血液的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)當(dāng)前第82頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)在動(dòng)物、植物細(xì)胞由載體蛋白介導(dǎo)的協(xié)同運(yùn)輸異同點(diǎn)的比較Na+驅(qū)動(dòng)的共運(yùn)輸H+驅(qū)動(dòng)的共運(yùn)輸當(dāng)前第83頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第84頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第85頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)有被小泡形成轉(zhuǎn)運(yùn)分子受體胞外區(qū)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分子成籠蛋白接合素蛋白脫去衣被接合素蛋白在參與衣被形成中的作用圖解接合素蛋白光滑小泡當(dāng)前第86頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第87頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)巨噬細(xì)胞吞噬衰老的紅細(xì)胞當(dāng)前第88頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第89頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)5/29/2023質(zhì)膜有被小泡光滑小泡晚期內(nèi)吞體運(yùn)輸小泡溶酶體水解酶脫去衣被早期內(nèi)吞體出芽LDL受體再循環(huán)游離膽固醇細(xì)胞經(jīng)有被小泡以LDL顆粒的形式吸收膽固醇的過(guò)程圖解LDL內(nèi)吞LDL受體酸性環(huán)境：LDL與LDL受體分離LDLLDL顆粒中的蛋白質(zhì)分子可為L(zhǎng)DL顆粒與LDL受體的結(jié)合提供結(jié)合位點(diǎn)：當(dāng)前第90頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體介導(dǎo)膽固醇的胞吞作用低密度脂蛋白的形成當(dāng)前第91頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體介導(dǎo)的胞吞作用低密度脂蛋白（LDL）轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇；LDL與細(xì)胞表面的LDL受體結(jié)合；細(xì)胞膜內(nèi)陷形成有被小窩，進(jìn)而形成有被小泡；有被小泡脫被形成胞內(nèi)體；當(dāng)前第92頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)受體介導(dǎo)的胞吞作用胞內(nèi)體融合，胞內(nèi)體的低pH使LDL與LDL受體分離；LDL受體返回細(xì)胞表面再利用；胞內(nèi)體與溶酶體融合，LDL被分解，膽固醇釋放。當(dāng)前第93頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)網(wǎng)格蛋白與三腳蛋白復(fù)合體當(dāng)前第94頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)三腳蛋白復(fù)合體構(gòu)成籃網(wǎng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前第95頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第96頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)122組成型分泌調(diào)節(jié)型分泌激素或神經(jīng)遞質(zhì)受調(diào)節(jié)膜融合非調(diào)節(jié)性膜融合高爾基體組成型分泌新合成的可溶性蛋白儲(chǔ)存分泌蛋白的分泌泡當(dāng)前第97頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第98頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)Rab是小分子GTP結(jié)合蛋白R(shí)as超家族中最大的亞家族,在囊泡運(yùn)輸?shù)牟煌A段發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用。在與GTP結(jié)合后,Rab可募集特異的效應(yīng)蛋白到膜上。近來(lái)發(fā)現(xiàn),許多Rab可募集與微管和肌動(dòng)蛋白相關(guān)的馬達(dá)分子到靶膜,從而調(diào)節(jié)相應(yīng)囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)。Rab所具有的分子開(kāi)關(guān)特性,使其可在空間和時(shí)間上對(duì)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行調(diào)控。Rab27A是Ras超家族中唯一一個(gè)明確涉及到人類(lèi)遺傳性疾病的成員.Rab27A對(duì)人乳腺癌細(xì)胞生物學(xué)特性產(chǎn)生影響當(dāng)前第99頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第100頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)滲透性當(dāng)前第101頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第102頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第103頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)通過(guò)磷酸化傳遞信號(hào)通過(guò)結(jié)合蛋白傳遞信號(hào)激酶磷酸酶分子開(kāi)關(guān)蛋白：在細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)傳遞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中，作為分子開(kāi)關(guān)的蛋白質(zhì)，含有精確控制正、負(fù)兩種相輔相成反饋機(jī)制。細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中兩類(lèi)分子開(kāi)關(guān)蛋白當(dāng)前第104頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)（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激素結(jié)合位點(diǎn)擬制蛋白復(fù)合物DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域鉸鏈區(qū)DNA結(jié)合部位暴露皮質(zhì)醇受體雌激素受體孕酮受體維生素D受體甲狀腺素受體視黃酸受體甾類(lèi)激素當(dāng)前第105頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第106頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)谷氨酸、乙酰膽堿、組胺等（Ca2+/鈣調(diào)素敏感蛋白）一氧化氮信號(hào)(NOS)當(dāng)前第107頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第108頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)當(dāng)前第109頁(yè)\共有123頁(yè)\編于星期三\10點(diǎn)甘油二酯、三磷酸肌醇雙信使的產(chǎn)生及效應(yīng)激活的磷脂酶C磷脂酰肌醇二