細胞跨膜信號轉導.ppt

1、第二節(jié) 細胞的跨膜信號轉導功能,主要的跨膜信號轉導方式,(1)由特異性膜通道完成的跨膜信號轉導； (2)由受體G蛋白第二信使系統(tǒng)完成的跨膜信號轉導； (3)由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉導。,一、由特異性膜通道完成的跨膜信號轉導,(一)化學門控通道 當運動神經興奮時，其神經末梢釋放的遞質乙酰膽堿如何引起它所支配的骨骼肌細胞收縮的？ N型ACh門控通道 （圖P19）,(二)電壓門控通道 在20世紀80年代已陸續(xù)克隆出Na+、K+、Ca2+等重要離子的電壓門控通道，它們主要分布在神經和肌肉細胞的表面膜中。它們具有同化學門控通道類似的分子結構，但控制這類通道開放與否的因素，是通道所在膜兩側的跨膜電

2、位的改變。目前已經證實，在這類通道蛋白質的分子結構中，有一些對細胞膜兩側的跨膜電位改變敏感的基團或亞單位，由后者誘發(fā)通道的開放，進而使細胞膜兩側相應的離子流動，引起細胞功能的改變。,(三)機械門控通道 體內許多細胞的表面膜上存在能感受機械性刺激并引起細胞功能改變的通道樣結構，例如，內耳毛細胞頂部膜中的聽毛在受到一個剪切力（shearing force）的作用產生彎曲時，會導致聽毛根部所在膜的變形，從而激活了膜中的機械門控通道，引起膜兩側相應的離子流動，產生感受器電位。這也是一種跨膜信號轉導，即外來的機械性刺激信號通過膜結構內的某種過程，引起細胞的跨膜電位變化。此外，肌梭、螯蝦的牽張感受器等也都

3、有機械門控通道。,化學門控通道主要分布在肌細胞終板膜、神經細胞的突觸后膜以及某些嗅、味感受細胞的膜中，使所在膜產生終板電位以及感受器電位等局部電反應；電壓門控通道主要分布在神經軸突和肌細胞膜中，使之產生動作電位；機械門控通道的存在則使各種機械感受器細胞能對機械刺激發(fā)生反應。,二、由受體G蛋白第二信使系統(tǒng)完成的跨膜信號轉導,在研究激素作用機制的過程中，發(fā)現(xiàn)許多化學物質(如神經遞質、激素)與細胞膜受體結合后，通過受體變構激活了膜中的另一種蛋白質即G蛋白，后者的激活又導致膜結構中靠近膜內側面的第三類蛋白質，即膜的效應器酶（如腺苷酸環(huán)化酶）的激活（或被抑制），由此而引起胞漿中被稱為第二信使（如環(huán)一磷酸

4、腺苷，即cAMP）的生成量改變（增加或減少），進而使蛋白激酶的活性改變，以調節(jié)細胞的各種生物效應（圖2-7）。從而完成了受體G蛋白第二信使的跨膜信號轉導過程。 G蛋白是鳥苷酸結合蛋白的簡稱 ,當受體結合了特定化學信號而激活時，對細胞膜中的G蛋白發(fā)生作用，使之激活。,在這一跨膜信號轉導系統(tǒng)中，把外來的化學信號（如激素分子）看作第一信使，由它引起細胞內有關酶系和功能改變而產生的物質（如cAMP）就稱為第二信使（second messenger）。第二信使主要有cAMP、環(huán)一磷酸鳥苷（cGMP）、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DG）和Ca2+等。第二信使的產生至少與膜中三類特殊的蛋白質有關，即受體

5、、G蛋白和效應器酶。,三、由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉導,近年來發(fā)現(xiàn)，胰島素等一些肽類激素和其他與機體生長、發(fā)育等有關的細胞因子，如神經生長因子、表皮生長因子、血小板源生長因子、成纖維細胞生長因子等，當它們作用于相應的靶細胞時，都是通過細胞膜中的一些被稱為酪氨酸激酶受體的特殊蛋白質完成跨膜信號轉導的。由于這種受體本身就有磷酸激酶的活性，因而當這類受體膜外側的肽鏈部分與相應的化學信號結合時，可以直接激活膜內側肽鏈的蛋白激酶活性，使該肽鏈中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，同時還可以促進別的蛋白質底物中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，由此再引發(fā)細胞的生理效應。從而實現(xiàn)了酪氨酸蛋白激酶的跨膜信號轉導功能。在這一跨膜信號轉導過程中，既沒有G