細(xì)胞生物學(xué)第八章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)教材

1、 第八章第八章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)內(nèi)容提示內(nèi)容提示u第一節(jié)第一節(jié) 概述概述u第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)u第三節(jié)第三節(jié) G G蛋白耦連聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)蛋白耦連聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo) 第四節(jié)第四節(jié) 酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 第五節(jié)第五節(jié) 信號(hào)的整合與控制信號(hào)的整合與控制第一節(jié)第一節(jié) 概述概述F一、細(xì)胞通訊一、細(xì)胞通訊（cell communication）F1 1、概念、概念：一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的：一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息信息通過介質(zhì)通過介質(zhì)( (配體）配體）傳遞到另一個(gè)細(xì)胞并與靶細(xì)胞相傳遞到另一個(gè)細(xì)胞并與靶細(xì)胞相應(yīng)的應(yīng)的受體受體相互作用，然后通

2、過相互作用，然后通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)產(chǎn)生胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表產(chǎn)生胞內(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?，F(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述F2 2、細(xì)胞通訊的方式、細(xì)胞通訊的方式 F（1 1）細(xì)胞通過分泌）細(xì)胞通過分泌化學(xué)信號(hào)化學(xué)信號(hào)進(jìn)行細(xì)胞間通訊。進(jìn)行細(xì)胞間通訊。F（2 2）細(xì)胞間）細(xì)胞間接觸依賴性接觸依賴性的通訊。細(xì)胞間直接的通訊。細(xì)胞間直接接觸，通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其它細(xì)接觸，通過與質(zhì)膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其它細(xì)胞。主要發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中。胞。主要發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中。F（3 3）動(dòng)物細(xì)胞間通過）動(dòng)物細(xì)胞間通過間隙連接間

3、隙連接、植物細(xì)胞間、植物細(xì)胞間通過通過胞間連絲胞間連絲使細(xì)胞質(zhì)相互溝通，通過交換小使細(xì)胞質(zhì)相互溝通，通過交換小分子物質(zhì)實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。分子物質(zhì)實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)。3 3、細(xì)胞分泌化學(xué)信號(hào)的方式、細(xì)胞分泌化學(xué)信號(hào)的方式（1 1）內(nèi)分泌：由內(nèi)分泌腺分泌的激素）內(nèi)分泌：由內(nèi)分泌腺分泌的激素通過血液傳通過血液傳遞給靶細(xì)胞。特點(diǎn)是低濃度（遞給靶細(xì)胞。特點(diǎn)是低濃度（10-810-12M）、）、全身性、長時(shí)效。全身性、長時(shí)效。（2 2）旁分泌：細(xì)胞通過分泌局部化學(xué)介質(zhì)，通過）旁分泌：細(xì)胞通過分泌局部化學(xué)介質(zhì)，通過擴(kuò)散作用于鄰近的細(xì)胞。如表皮生長因子、前列擴(kuò)散作用于鄰近的細(xì)胞。如表皮生長因子、前列腺素

4、、組胺、腺素、組胺、NONO等。等。（3 3）自分泌：細(xì)胞對(duì)自身分泌的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。）自分泌：細(xì)胞對(duì)自身分泌的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。如腫瘤細(xì)胞。如腫瘤細(xì)胞。（4 4）通過化學(xué)突觸傳遞神經(jīng)信號(hào)：神經(jīng)遞質(zhì)由突）通過化學(xué)突觸傳遞神經(jīng)信號(hào)：神經(jīng)遞質(zhì)由突觸前膜釋放，經(jīng)突觸間隙擴(kuò)散到突觸后膜，作用觸前膜釋放，經(jīng)突觸間隙擴(kuò)散到突觸后膜，作用于特定的靶細(xì)胞。于特定的靶細(xì)胞。不同的細(xì)胞間通訊方式不同的細(xì)胞間通訊方式F細(xì)胞通訊的過程：細(xì)胞通訊的過程：1 1、產(chǎn)生信號(hào)的細(xì)胞合成并釋放信號(hào)分子。、產(chǎn)生信號(hào)的細(xì)胞合成并釋放信號(hào)分子。2 2、運(yùn)送信號(hào)分子至靶細(xì)胞。、運(yùn)送信號(hào)分子至靶細(xì)胞。3 3、信號(hào)分子與靶細(xì)胞受體結(jié)合并導(dǎo)致受體

5、激活。信號(hào)分子與靶細(xì)胞受體結(jié)合并導(dǎo)致受體激活。4 4、活化受體啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)一種或多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。活化受體啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)一種或多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。5 5、引發(fā)細(xì)胞功能、代謝或發(fā)育的改變。、引發(fā)細(xì)胞功能、代謝或發(fā)育的改變。6 6、信號(hào)的解除并導(dǎo)致細(xì)胞反應(yīng)終止。、信號(hào)的解除并導(dǎo)致細(xì)胞反應(yīng)終止。F二、信號(hào)分子與受體二、信號(hào)分子與受體F1 1、信號(hào)分子、信號(hào)分子（signal molecule） 信號(hào)分子是細(xì)胞的信息載體，包括化學(xué)信信號(hào)分子是細(xì)胞的信息載體，包括化學(xué)信號(hào)和物理信號(hào)。號(hào)和物理信號(hào)。 它們唯一的功能是與受體結(jié)合，改變受體的它們唯一的功能是與受體結(jié)合，改變受體的性質(zhì)，通知細(xì)胞在環(huán)境中存在一種特殊的信

6、號(hào)或性質(zhì)，通知細(xì)胞在環(huán)境中存在一種特殊的信號(hào)或刺激因素。信號(hào)分子能否引起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生刺激因素。信號(hào)分子能否引起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生理學(xué)效應(yīng)關(guān)鍵在于細(xì)胞表面有沒有相應(yīng)的受體。理學(xué)效應(yīng)關(guān)鍵在于細(xì)胞表面有沒有相應(yīng)的受體。（1 1）親脂性信號(hào)分子：）親脂性信號(hào)分子：（甾類激素、甲狀腺素等）（甾類激素、甲狀腺素等）溶于脂雙層，通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，與細(xì)胞質(zhì)或細(xì)溶于脂雙層，通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，與細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)的受體結(jié)合形成復(fù)合物，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。胞核內(nèi)的受體結(jié)合形成復(fù)合物，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。介導(dǎo)較長時(shí)間的持續(xù)反應(yīng)。介導(dǎo)較長時(shí)間的持續(xù)反應(yīng)。（2 2）親水性信號(hào)分子）親水性信號(hào)分子：（大多數(shù)肽類激素、神經(jīng)：（大多數(shù)肽類

7、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、局部化學(xué)遞質(zhì)）不能透過膜，只能與膜表遞質(zhì)、局部化學(xué)遞質(zhì)）不能透過膜，只能與膜表面的受體結(jié)合，再將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)部，產(chǎn)生面的受體結(jié)合，再將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)部，產(chǎn)生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶活性，引第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶活性，引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)。介導(dǎo)短暫的反應(yīng)。起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)。介導(dǎo)短暫的反應(yīng)。（3 3）氣體信號(hào)分子）氣體信號(hào)分子NONO：是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)氣體信號(hào)分子，它能直接進(jìn)入細(xì)胞直接激活效應(yīng)氣體信號(hào)分子，它能直接進(jìn)入細(xì)胞直接激活效應(yīng)酶，是近年來出現(xiàn)的酶，是近年來出現(xiàn)的“明星分子明星分子”。F2 2、受體、受體（receptor

8、） （1 1）概念：能識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體（信號(hào)）概念：能識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體（信號(hào)分子）的大分子，當(dāng)與配體結(jié)合后，通過信號(hào)分子）的大分子，當(dāng)與配體結(jié)合后，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)物理或化學(xué)的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)物理或化學(xué)的信號(hào)，以啟動(dòng)一系過程，最終表現(xiàn)出生物學(xué)效信號(hào)，以啟動(dòng)一系過程，最終表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。多為糖蛋白，少數(shù)是糖脂。應(yīng)。多為糖蛋白，少數(shù)是糖脂。（2 2）受體的類型：分為細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞表面受）受體的類型：分為細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞表面受體。體。（3 3）細(xì)胞表面受體三大家族：細(xì)胞表面受體三大家族：離子通道耦聯(lián)受體、離子通道耦聯(lián)受體、G G蛋白耦聯(lián)受體、酶連受

9、體。蛋白耦聯(lián)受體、酶連受體。（4 4）受體至少有兩個(gè)功能域。與配體結(jié)合）受體至少有兩個(gè)功能域。與配體結(jié)合的區(qū)域以及產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。分別具有結(jié)的區(qū)域以及產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。分別具有結(jié)合特異性和效應(yīng)特異性。合特異性和效應(yīng)特異性。（5 5）受體與配體結(jié)合后，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)引）受體與配體結(jié)合后，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)引發(fā)發(fā)兩種兩種主要的細(xì)胞反應(yīng)。主要的細(xì)胞反應(yīng)。不同細(xì)胞對(duì)同一化學(xué)信號(hào)分子可能具有不同的受不同細(xì)胞對(duì)同一化學(xué)信號(hào)分子可能具有不同的受體，因此不同的靶細(xì)胞以不同的方式應(yīng)答相同的體，因此不同的靶細(xì)胞以不同的方式應(yīng)答相同的化學(xué)信號(hào)。不同的細(xì)胞具有相同的受體，但在不化學(xué)信號(hào)。不同的細(xì)胞具有相同的受體，但在不同的靶細(xì)

10、胞中產(chǎn)生不同的效應(yīng)。對(duì)于不同的信號(hào)同的靶細(xì)胞中產(chǎn)生不同的效應(yīng)。對(duì)于不同的信號(hào)分子來說，它們的受體不同，但是可以活化細(xì)胞分子來說，它們的受體不同，但是可以活化細(xì)胞內(nèi)相同的信號(hào)通路，產(chǎn)生相應(yīng)的生理學(xué)反應(yīng)。內(nèi)相同的信號(hào)通路，產(chǎn)生相應(yīng)的生理學(xué)反應(yīng)。一個(gè)細(xì)胞表面有幾十甚至上千種不同的受體同一個(gè)細(xì)胞表面有幾十甚至上千種不同的受體同時(shí)與細(xì)胞外基質(zhì)中的不同信號(hào)分子起作用，這些時(shí)與細(xì)胞外基質(zhì)中的不同信號(hào)分子起作用，這些信號(hào)分子共同作用的影響比任何單個(gè)信號(hào)所起的信號(hào)分子共同作用的影響比任何單個(gè)信號(hào)所起的作用都強(qiáng)得多。所以細(xì)胞必須對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行協(xié)作用都強(qiáng)得多。所以細(xì)胞必須對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合。調(diào)綜合。（6 6）受

11、體的特異性與復(fù)雜性）受體的特異性與復(fù)雜性。F3 3、第二信使與分子開關(guān)、第二信使與分子開關(guān)（1 1）cAMPcAMP的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)：腎上腺素使血糖升高的實(shí)驗(yàn)。：腎上腺素使血糖升高的實(shí)驗(yàn)。（2 2）第二信使學(xué)說第二信使學(xué)說（second messenger theory）胞外化學(xué)物質(zhì)（第一信使）不能進(jìn)入細(xì)胞，它胞外化學(xué)物質(zhì)（第一信使）不能進(jìn)入細(xì)胞，它作用于細(xì)胞表面受體，而導(dǎo)致產(chǎn)生胞內(nèi)第二信作用于細(xì)胞表面受體，而導(dǎo)致產(chǎn)生胞內(nèi)第二信使，激發(fā)一系列生化反應(yīng)，最后產(chǎn)生一定的生使，激發(fā)一系列生化反應(yīng)，最后產(chǎn)生一定的生理效應(yīng)，第二信使的降解使其信號(hào)作用終止。理效應(yīng)，第二信使的降解使其信號(hào)作用終止。197119

12、71年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。（3 3）目前發(fā)現(xiàn)的第二信使：）目前發(fā)現(xiàn)的第二信使：cAMPcAMP、cGMPcGMP、IPIP3 3、DAGDAG、CaCa2+2+F4 4、分子開關(guān)（、分子開關(guān)（molecular switchmolecular switch） 在細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)傳遞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中，在細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)傳遞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中，必需有正負(fù)兩種相輔相成的反饋機(jī)制進(jìn)必需有正負(fù)兩種相輔相成的反饋機(jī)制進(jìn)行精確控制，因此分子開關(guān)的作用十分行精確控制，因此分子開關(guān)的作用十分重要。對(duì)每一步反應(yīng)既要求有激活機(jī)制重要。對(duì)每一步反應(yīng)既要求有激活機(jī)制又要求有相應(yīng)的失活機(jī)制。又要求有相應(yīng)的

13、失活機(jī)制。細(xì)胞內(nèi)作為分子開關(guān)的蛋白分為兩類：細(xì)胞內(nèi)作為分子開關(guān)的蛋白分為兩類：1)GTPase1)GTPase開關(guān)蛋白：開關(guān)蛋白：分為三聚體分為三聚體G G蛋白和單蛋白和單體體G G蛋白。結(jié)合蛋白。結(jié)合GTPGTP而活化，結(jié)合而活化，結(jié)合GDPGDP而失活。而失活。2)2)蛋白的磷酸化與去磷酸化蛋白的磷酸化與去磷酸化: :開關(guān)蛋白的活開關(guān)蛋白的活性由蛋白激酶使之磷酸化而開啟，由蛋白性由蛋白激酶使之磷酸化而開啟，由蛋白磷酸酯酶使之去磷酸化而關(guān)閉。磷酸酯酶使之去磷酸化而關(guān)閉。細(xì)胞內(nèi)影響分子開關(guān)活性的蛋白質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)影響分子開關(guān)活性的蛋白質(zhì)。第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)

14、導(dǎo)F親脂性信號(hào)分子通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，與胞內(nèi)受體親脂性信號(hào)分子通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，與胞內(nèi)受體結(jié)合（前列腺素除外）。通常表現(xiàn)為影響細(xì)胞分結(jié)合（前列腺素除外）。通常表現(xiàn)為影響細(xì)胞分化等長期的生物學(xué)效應(yīng)?；乳L期的生物學(xué)效應(yīng)。F一、細(xì)胞內(nèi)核受體及其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)一、細(xì)胞內(nèi)核受體及其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)F1 1、細(xì)胞內(nèi)受體超家族的本質(zhì)是依賴激素激活的、細(xì)胞內(nèi)受體超家族的本質(zhì)是依賴激素激活的基因調(diào)控蛋白?；蛘{(diào)控蛋白。有三個(gè)結(jié)構(gòu)域。有三個(gè)結(jié)構(gòu)域。C-C-端激素結(jié)合位點(diǎn)端激素結(jié)合位點(diǎn)中部的中部的DNADNA或或Hsp90Hsp90結(jié)合位點(diǎn)：結(jié)合位點(diǎn)：富含富含CysCys、鋅指結(jié)構(gòu)、鋅指結(jié)構(gòu)N-N-端轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)

15、域端轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域三個(gè)結(jié)構(gòu)域三個(gè)結(jié)構(gòu)域F甾類激素誘導(dǎo)的基因活化分為兩個(gè)階段甾類激素誘導(dǎo)的基因活化分為兩個(gè)階段：F（1 1）直接激活少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的初級(jí)）直接激活少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄的初級(jí)反應(yīng)階段，快速發(fā)生。反應(yīng)階段，快速發(fā)生。F（2 2）初級(jí)反應(yīng)的基因產(chǎn)物再活化其它基）初級(jí)反應(yīng)的基因產(chǎn)物再活化其它基因產(chǎn)生延遲的次級(jí)反應(yīng)，對(duì)初級(jí)反應(yīng)起放因產(chǎn)生延遲的次級(jí)反應(yīng)，對(duì)初級(jí)反應(yīng)起放大作用。大作用。FNONO可快速擴(kuò)散透過細(xì)胞膜，作用于臨近細(xì)可快速擴(kuò)散透過細(xì)胞膜，作用于臨近細(xì)胞。胞。F1 1、NONO的產(chǎn)生：的產(chǎn)生：血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是是NONO的生成細(xì)胞，的生成細(xì)胞，NONO的生成

16、由的生成由NONO合酶合酶（NOSNOS）催化，以）催化，以L L精氨酸為底物，以精氨酸為底物，以NADPHNADPH為電子供體，生成為電子供體，生成NONO和和L L瓜氨酸。瓜氨酸。FNONO極不穩(wěn)定。極不穩(wěn)定。F2 2、NONO的生物學(xué)作用：使血管平滑肌舒張，的生物學(xué)作用：使血管平滑肌舒張，擴(kuò)張血管，血流通暢；參與大腦學(xué)習(xí)與記擴(kuò)張血管，血流通暢；參與大腦學(xué)習(xí)與記憶。憶。二、氣體信號(hào)分子二、氣體信號(hào)分子NO的機(jī)理及生物學(xué)作用的機(jī)理及生物學(xué)作用 2、NONO的作用機(jī)理：的作用機(jī)理：血管內(nèi)皮細(xì)胞接受乙酰膽堿，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞接受乙酰膽堿，引起胞內(nèi)胞內(nèi)Ca2+Ca2+濃度升高，激活濃度升高，激活一

17、氧化氮合酶一氧化氮合酶，細(xì)胞釋放，細(xì)胞釋放NONO，NONO擴(kuò)散進(jìn)入平滑肌細(xì)胞，與胞質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入平滑肌細(xì)胞，與胞質(zhì)鳥苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶（GTP-GTP-cyclasecyclase，GCGC）活性中心的）活性中心的FeFe2 2結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，導(dǎo)致酶活性的增強(qiáng)和導(dǎo)致酶活性的增強(qiáng)和cGMPcGMP合成增多。合成增多。cGMPcGMP可激活可激活蛋白蛋白激酶激酶G G, ,引起血管平滑肌的舒張，血管擴(kuò)張、血流通暢。引起血管平滑肌的舒張，血管擴(kuò)張、血流通暢。 硝酸甘油硝酸甘油治療心絞痛具有百年的歷史治療心絞痛具有百年的歷史，其作用機(jī)理，其作用機(jī)理是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為

18、NONO，可舒張血管，減輕心臟負(fù)荷和心，可舒張血管，減輕心臟負(fù)荷和心肌的需氧量肌的需氧量 。1998年RFurchgott等三位美國科學(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)。Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro Ferid Murad 第三節(jié)第三節(jié) G G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)F親水性親水性的信號(hào)分子不能進(jìn)入細(xì)胞，而與的信號(hào)分子不能進(jìn)入細(xì)胞，而與細(xì)胞表面細(xì)胞表面的受體的受體結(jié)合，進(jìn)而將信號(hào)傳遞到胞內(nèi)，根據(jù)信號(hào)結(jié)合，進(jìn)而將信號(hào)傳遞到胞內(nèi)，根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和受體蛋白類型的不同，將細(xì)胞表面的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和受體蛋白類型的不同

19、，將細(xì)胞表面的受體分為三大類。受體分為三大類。（一）（一）G G蛋白耦聯(lián)的受體蛋白耦聯(lián)的受體(G protein-linked receptor)(G protein-linked receptor)（二）離子通道耦聯(lián)的受體（二）離子通道耦聯(lián)的受體(ion-channel-linked (ion-channel-linked receptor)receptor)（三）酶耦聯(lián)的受體（三）酶耦聯(lián)的受體（enzyme-linked receptor)enzyme-linked receptor)FG G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指配體配體- -受體受體復(fù)合物復(fù)合物與靶

20、蛋白（效應(yīng)酶或通道蛋白）的作用與靶蛋白（效應(yīng)酶或通道蛋白）的作用要通過與要通過與G G蛋白蛋白的耦聯(lián)，產(chǎn)生的耦聯(lián)，產(chǎn)生第二信使第二信使，從而，從而將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)影響細(xì)胞的行為。將胞外信號(hào)跨膜傳遞到胞內(nèi)影響細(xì)胞的行為。F一、一、G G蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)與激活蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)與激活F1 1、與與G G蛋白偶聯(lián)的受體蛋白偶聯(lián)的受體 是一種是一種7 7次次 螺旋螺旋跨膜蛋白。構(gòu)成跨膜蛋白。構(gòu)成7 7跨膜螺旋跨膜螺旋受體的人體基因組大約有受體的人體基因組大約有10001000組。組。 美國科學(xué)家羅伯特萊夫科維茨（Robert J. Lefkowitz）和布萊恩克比爾卡（Brian K. Ko

21、bilka）因“G蛋白偶聯(lián)受體研究”獲得2012年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 Robert J. LefkowitzBrian K. KobilkaF與與G G蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合的信號(hào)分子有：蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合的信號(hào)分子有：肽類激素、局部介質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)、氨基肽類激素、局部介質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)、氨基酸或脂肪酸的衍生物、氣味分子、光量酸或脂肪酸的衍生物、氣味分子、光量子、聲等。子、聲等。50%50%的藥物也是通過與的藥物也是通過與G G蛋白蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)合發(fā)揮作用。偶聯(lián)的受體結(jié)合發(fā)揮作用。F2 2、G G蛋白蛋白F即即GTPGTP結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白。由由、三個(gè)亞三個(gè)亞基組成，基組成， 和和亞基通過共價(jià)結(jié)

22、合的脂肪酸亞基通過共價(jià)結(jié)合的脂肪酸鏈尾結(jié)合在膜上。鏈尾結(jié)合在膜上。G G蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著著分子開關(guān)分子開關(guān)的作用，當(dāng)?shù)淖饔?，?dāng)亞基與亞基與GDPGDP結(jié)合時(shí)處結(jié)合時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，與于關(guān)閉狀態(tài)，與GTPGTP結(jié)合時(shí)處于開啟狀態(tài)結(jié)合時(shí)處于開啟狀態(tài)。 G G蛋白的發(fā)現(xiàn)獲蛋白的發(fā)現(xiàn)獲19941994年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。F二、 G G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路F1 1、以、以cAMPcAMP為第二信使的信號(hào)通路（又稱為第二信使的信號(hào)通路（又稱PKAPKA系系統(tǒng)統(tǒng)F2 2、磷脂酰肌醇信號(hào)通路（以、磷脂酰肌醇信號(hào)通路

23、（以IP3IP3和和DAGDAG為第二為第二信使）信使）F3 3、G G蛋白耦聯(lián)離子通道信號(hào)通路蛋白耦聯(lián)離子通道信號(hào)通路 cAMPcAMP通路組成要素：通路組成要素：F胞外信號(hào)分子（第一信使）胞外信號(hào)分子（第一信使）F膜受體膜受體FG G蛋白蛋白F腺苷酸環(huán)化酶（腺苷酸環(huán)化酶（ACAC）F第二信使第二信使cAMPcAMPF蛋白激酶蛋白激酶A AF靶蛋白（底物蛋白）靶蛋白（底物蛋白）FcAMPcAMP信號(hào)通路分為信號(hào)通路分為快速應(yīng)答胞外信號(hào)的過程快速應(yīng)答胞外信號(hào)的過程和和緩慢應(yīng)答胞外信號(hào)的過程緩慢應(yīng)答胞外信號(hào)的過程兩種方式。兩種方式。cAMP信號(hào)通路信號(hào)通路F腺苷酸環(huán)化酶（催化單位）腺苷酸環(huán)化酶（

24、催化單位）F是是G G蛋白的效應(yīng)酶蛋白的效應(yīng)酶F糖蛋白，糖蛋白，1212次跨膜，在次跨膜，在Mg2+Mg2+和和Mn2+Mn2+存在的條件存在的條件下，催化下，催化ATPATP生成生成cAMPcAMP 。F腺苷酸環(huán)化酶受不同的受體腺苷酸環(huán)化酶受不同的受體- -配體復(fù)合物的激配體復(fù)合物的激活或抑制。激活型激素與激活型受體（活或抑制。激活型激素與激活型受體（RsRs）結(jié)）結(jié)合，耦聯(lián)激活型合，耦聯(lián)激活型G G蛋白（蛋白（Gs),Gs),激活腺苷酸環(huán)化激活腺苷酸環(huán)化酶活性，提高靶細(xì)胞酶活性，提高靶細(xì)胞cAMPcAMP水平。相反，抑制腺水平。相反，抑制腺苷酸環(huán)化酶活性，降低靶細(xì)胞苷酸環(huán)化酶活性，降低靶細(xì)

25、胞cAMPcAMP水平。水平。F第二信使第二信使 cAMPcAMPF作為第二信使，一般情況下作為第二信使，一般情況下cAMPcAMP濃度濃度1010-6-6 mol/L,mol/L,當(dāng)刺激型激素與當(dāng)刺激型激素與RsRs結(jié)合后，活化結(jié)合后，活化GsGs， 亞基與腺苷酸酸環(huán)化酶結(jié)合，激活其活性，亞基與腺苷酸酸環(huán)化酶結(jié)合，激活其活性，cAMPcAMP濃度在濃度在1 1秒鐘內(nèi)增加秒鐘內(nèi)增加5 5倍以上。倍以上。FcAMPcAMP的降解：環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶催化的降解：環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶催化cAMPcAMP生生成成55AMPAMP，降低，降低cAMPcAMP濃度。濃度。F蛋白激酶蛋白激酶A A（PKAPK

26、A）F位于細(xì)胞內(nèi)，由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基位于細(xì)胞內(nèi)，由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基組成，組成，無無cAMPcAMP時(shí)，以鈍化復(fù)合物形式存在，時(shí)，以鈍化復(fù)合物形式存在， cAMPcAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，改變其構(gòu)象，催化亞基與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，改變其構(gòu)象，催化亞基解離釋放，催化亞基可使胞內(nèi)某些蛋白質(zhì)的絲解離釋放，催化亞基可使胞內(nèi)某些蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化(X-Arg-(Arg/Lys)-(X-Arg-(Arg/Lys)-X-(Ser/ThrX-(Ser/Thr)-)-) )，改變其活性，引起相應(yīng)的，改變其活性，引起相應(yīng)的反應(yīng)。反應(yīng)。F如如肝細(xì)胞、肌細(xì)胞肝細(xì)胞、肌細(xì)胞

27、中腎上腺素誘導(dǎo)的糖原的分中腎上腺素誘導(dǎo)的糖原的分解。解。F脂肪細(xì)胞脂肪細(xì)胞中腎上腺素誘導(dǎo)的中腎上腺素誘導(dǎo)的PKAPKA的激活促進(jìn)磷的激活促進(jìn)磷脂酶的磷酸化和活化，催化甘油三酯水解為脂脂酶的磷酸化和活化，催化甘油三酯水解為脂肪酸和甘油。肪酸和甘油。F卵巢細(xì)胞卵巢細(xì)胞在垂體激素的刺激下，通過在垂體激素的刺激下，通過G G蛋白耦蛋白耦聯(lián)的受體激活聯(lián)的受體激活PKAPKA，促進(jìn)激素和孕酮的合成。，促進(jìn)激素和孕酮的合成。F以上過程屬于細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)分子的以上過程屬于細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)分子的快速應(yīng)答快速應(yīng)答過程。過程。PKAPKA活化后在不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同效應(yīng)活化后在不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同效應(yīng)快速應(yīng)答過程快速應(yīng)答

28、過程激素激素G蛋白偶聯(lián)的受蛋白偶聯(lián)的受體體G蛋白蛋白腺甘酸環(huán)化酶腺甘酸環(huán)化酶cAMPcAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶A底物蛋白磷酸化底物蛋白磷酸化生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)腎上腺素使血糖升高的信號(hào)通路腎上腺素使血糖升高的信號(hào)通路腎上腺素腎上腺素G蛋白偶聯(lián)的受蛋白偶聯(lián)的受體體G蛋白蛋白激活腺甘酸環(huán)激活腺甘酸環(huán)化酶化酶cAMP升高升高激活激活cAMP依賴的蛋白激依賴的蛋白激酶酶A磷酸化酶激酶被磷酸化酶激酶被磷酸化磷酸化糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶被磷酸化被磷酸化糖原分解為糖原分解為葡萄糖葡萄糖cAMPcAMP影響細(xì)胞基因表達(dá)的過程影響細(xì)胞基因表達(dá)的過程（緩慢效應(yīng)）（緩慢效應(yīng)）激素激素G蛋白偶聯(lián)的受蛋白偶

29、聯(lián)的受體體G蛋白蛋白腺甘酸環(huán)化酶腺甘酸環(huán)化酶cAMPcAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄基因轉(zhuǎn)錄生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)F在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNADNA序列序列（TGACGTCATGACGTCA），稱為），稱為cAMPcAMP應(yīng)答元件（應(yīng)答元件（cAMP cAMP response element,CREresponse element,CRE) )，可與，可與cAMPcAMP應(yīng)答元件應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（結(jié)合蛋白（ cAMP response element bound cAMP response element bound pro

30、tein,CREBprotein,CREB) )相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。FPKAPKA的催化亞基進(jìn)入細(xì)胞核后，催化反式作用的催化亞基進(jìn)入細(xì)胞核后，催化反式作用因子因子CREBCREB的特定絲氨酸的特定絲氨酸/ /蘇氨酸殘基磷酸化，蘇氨酸殘基磷酸化，磷酸化的磷酸化的CREBCREB形成二聚體，與形成二聚體，與DNADNA上的上的CRECRE結(jié)合，結(jié)合，激活受激活受CRE CRE 調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄。調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄。F受體、受體、G G蛋白、腺苷酸環(huán)化酶有很多異構(gòu)體，蛋白、腺苷酸環(huán)化酶有很多異構(gòu)體，可利用類似的機(jī)制通過組合的多樣性在不同的可利用類似的機(jī)制通過組合的多樣性

31、在不同的細(xì)胞中產(chǎn)生多種反應(yīng)。細(xì)胞中產(chǎn)生多種反應(yīng)。FG G蛋白異常引起的疾病：蛋白異常引起的疾?。篎霍亂：霍亂毒素使霍亂：霍亂毒素使GsGs蛋白永久活化。蛋白永久活化。F百日咳：百日咳毒素使百日咳：百日咳毒素使GiGi不能活化。不能活化。2 2、磷脂酰肌醇信號(hào)通路、磷脂酰肌醇信號(hào)通路F產(chǎn)生兩個(gè)第二信使產(chǎn)生兩個(gè)第二信使IPIP3 3、DAGDAG，又稱雙信使通路。，又稱雙信使通路。F通路重要組成成分：通路重要組成成分： （1 1）受體）受體 （2 2）G G蛋白蛋白 （3 3）磷脂酶）磷脂酶C(C( 型）型） （4 4）IPIP3 3和和DAGDAG （5 5）Ca2+Ca2+和鈣調(diào)蛋白（和鈣調(diào)蛋

32、白（CaMCaM） （6 6）蛋白激酶）蛋白激酶C C （7 7）靶蛋白）靶蛋白磷脂酰肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇信號(hào)通路胞外信號(hào)分子胞外信號(hào)分子細(xì)胞表面受體細(xì)胞表面受體G蛋白蛋白磷脂酶磷脂酶C ( ( 型）型）PIP2水解為水解為IP3和和DAGF（1）IPIP3 3：結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的配體門結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的配體門CaCa2+2+通道，打開通道，通道，打開通道， CaCa2+2+流入細(xì)胞質(zhì)，胞內(nèi)流入細(xì)胞質(zhì)，胞內(nèi)CaCa2+2+濃度升高，與濃度升高，與CaMCaM結(jié)合，活化的結(jié)合，活化的CaMCaM與靶與靶蛋白結(jié)合將其活化。涉及很多生理反應(yīng)。蛋白結(jié)合將其活化。涉及很多生理反應(yīng)。F（2 2）DAGD

33、AG：結(jié)合在質(zhì)膜上，和結(jié)合在質(zhì)膜上，和CaCa2+2+一起一起活化活化由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜內(nèi)表面的由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜內(nèi)表面的蛋白激酶蛋白激酶C C（PKCPKC）。）。F細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)CaCa2+2+水平的調(diào)節(jié)：質(zhì)膜上的水平的調(diào)節(jié)：質(zhì)膜上的CaCa2+2+泵泵和和Na+Na+CaCa2+2+交換器交換器將將CaCa2+2+泵出細(xì)胞，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體膜泵出細(xì)胞，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體膜上的上的CaCa2+2+泵將泵將CaCa2+2+泵入細(xì)胞器，使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)保泵入細(xì)胞器，使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)保持低濃度的持低濃度的CaCa2+2+水平（水平（1010-7-7mol/Lmol/L）。而胞外和內(nèi)）。而胞外和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體中儲(chǔ)存較

34、高濃度的質(zhì)網(wǎng)、線粒體中儲(chǔ)存較高濃度的CaCa2+2+ 。F因此細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中因此細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中CaCa2+2+濃度的少量升高就會(huì)誘發(fā)濃度的少量升高就會(huì)誘發(fā)各種反應(yīng)。各種反應(yīng)。F細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)CaCa2+2+的動(dòng)員主要依靠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的的動(dòng)員主要依靠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的配體門配體門CaCa2+2+通道通道（IPIP3 3門控門控CaCa2+2+通道）向胞質(zhì)釋放。通道）向胞質(zhì)釋放。 CaCa2+2+ 的濃度可雙向調(diào)節(jié)的濃度可雙向調(diào)節(jié)IPIP3 3門控門控CaCa2+2+通道的活通道的活性。性。細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)CaCa2+2+水平的調(diào)節(jié)水平的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)CaCa2 2+ +水平的調(diào)節(jié)水平的調(diào)節(jié)FCaMCaM( (鈣

35、調(diào)蛋白）鈣調(diào)蛋白）：美籍華人張槐耀：美籍華人張槐耀1968196819701970發(fā)現(xiàn)。鈣應(yīng)答蛋白，結(jié)合發(fā)現(xiàn)。鈣應(yīng)答蛋白，結(jié)合4 4個(gè)個(gè)鈣離子后活化，活化后鈣離子后活化，活化后的的CaMCaM與靶酶結(jié)合，與靶酶結(jié)合，激活靶酶活性，這是一個(gè)受激活靶酶活性，這是一個(gè)受CaCa2+2+濃度控制濃度控制的可逆反應(yīng)。的可逆反應(yīng)。F鈣調(diào)蛋白的底物有（表鈣調(diào)蛋白的底物有（表8-38-3）：）：CaCa2+_2+_ATPATP酶、肌球蛋白激酶、酶、肌球蛋白激酶、鈣調(diào)蛋白激酶鈣調(diào)蛋白激酶、腺、腺苷酸環(huán)化酶等。與多種生理活動(dòng)有關(guān)。苷酸環(huán)化酶等。與多種生理活動(dòng)有關(guān)。鈣調(diào)蛋白的作用鈣調(diào)蛋白的作用鈣調(diào)蛋白的結(jié)構(gòu)及活化底

36、物的過程鈣調(diào)蛋白的結(jié)構(gòu)及活化底物的過程F蛋白激酶蛋白激酶C C引發(fā)的作用引發(fā)的作用F1 1、短期生理效應(yīng)：活化的、短期生理效應(yīng)：活化的PKCPKC使細(xì)胞中底物蛋使細(xì)胞中底物蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化，涉及許多生白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化，涉及許多生理過程，如細(xì)胞分泌、肌肉收縮、活化理過程，如細(xì)胞分泌、肌肉收縮、活化Na+Na+H+H+交換引起胞內(nèi)交換引起胞內(nèi)pHpH升高。升高。F2 2、長期生理效應(yīng)：增強(qiáng)特殊基因的轉(zhuǎn)錄，引起、長期生理效應(yīng)：增強(qiáng)特殊基因的轉(zhuǎn)錄，引起細(xì)胞增殖、分化。細(xì)胞增殖、分化。 PKCPKC增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄活性的兩條途徑：增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄活性的兩條途徑：激活一激活一條蛋白激酶的

37、級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使基因調(diào)控蛋白磷酸條蛋白激酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使基因調(diào)控蛋白磷酸化而被激活；化而被激活；導(dǎo)致抑制蛋白的磷酸化，使調(diào)導(dǎo)致抑制蛋白的磷酸化，使調(diào)控蛋白釋放并進(jìn)入細(xì)胞核?？氐鞍揍尫挪⑦M(jìn)入細(xì)胞核。 磷脂酰肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇信號(hào)通路胞外信號(hào)分子胞外信號(hào)分子G蛋白耦聯(lián)受體蛋白耦聯(lián)受體G蛋白蛋白磷脂酶磷脂酶C ( ( 型）型）PIP2IP3胞內(nèi)胞內(nèi)Ca2+Ca2+濃度升高濃度升高Ca2+Ca2+與與鈣調(diào)蛋鈣調(diào)蛋白結(jié)合白結(jié)合鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白依賴的激依賴的激酶激活酶激活DAG激活激活PKCPKC靶蛋白磷酸化或靶蛋白磷酸化或促促Na+Na+H+H+交換使交換使胞內(nèi)胞內(nèi)pH pH F磷脂酰肌醇信號(hào)通路的終止

38、：磷脂酰肌醇信號(hào)通路的終止：FIP3IP3信號(hào)的終止是通過去磷酸化形成信號(hào)的終止是通過去磷酸化形成IP2IP2或磷酸化為或磷酸化為IP4IP4。FCa2+Ca2+被質(zhì)膜上的鈣泵和被質(zhì)膜上的鈣泵和Na+-Ca2+Na+-Ca2+交換泵交換泵出細(xì)胞，或被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的鈣泵泵回內(nèi)質(zhì)出細(xì)胞，或被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的鈣泵泵回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)儲(chǔ)存。網(wǎng)儲(chǔ)存。FDAGDAG通過兩種途徑終止其信使作用：一通過兩種途徑終止其信使作用：一是被是被DAGDAG激酶磷酸化成為磷脂酸，進(jìn)入磷激酶磷酸化成為磷脂酸，進(jìn)入磷脂酰肌醇循環(huán)；二是被脂酰肌醇循環(huán)；二是被DAGDAG酯酶水解成單酯酶水解成單酯酰甘油。酯酰甘油。 （三）（三）G G蛋白耦聯(lián)

39、受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控1 1、離子通道耦聯(lián)受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、離子通道耦聯(lián)受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特點(diǎn)：特點(diǎn)：配體門離子通道，多次跨膜蛋白（配體門離子通道，多次跨膜蛋白（4 4次或次或6 6 次），分布在神經(jīng)、肌肉等可興奮次），分布在神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。既有信號(hào)分子的結(jié)細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。既有信號(hào)分子的結(jié)合位點(diǎn)，又是離子通道。合位點(diǎn)，又是離子通道?？缒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟。需中間步驟。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合并開啟突觸后細(xì)胞膜上的遞質(zhì)門離子通合并開啟突觸后細(xì)胞膜上的遞質(zhì)門離子通道，結(jié)果導(dǎo)致

40、突觸后細(xì)胞膜離子流改變，道，結(jié)果導(dǎo)致突觸后細(xì)胞膜離子流改變，從而將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。從而將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（三）（三）G G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控2 2、 G G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道及其調(diào)控蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道及其調(diào)控（1 1）許多神經(jīng)遞質(zhì)的受體需要耦聯(lián)）許多神經(jīng)遞質(zhì)的受體需要耦聯(lián)G G蛋白，活蛋白，活化的化的G G蛋白的效應(yīng)器是蛋白的效應(yīng)器是Na+Na+或或K+K+離子通道離子通道，離子，離子通道的開放或關(guān)閉引起膜電位的改變，傳遞神通道的開放或關(guān)閉引起膜電位的改變，傳遞神經(jīng)沖動(dòng)。經(jīng)沖動(dòng)。（2 2）有些神經(jīng)遞質(zhì)、嗅覺受體、光受體通過耦）有

41、些神經(jīng)遞質(zhì)、嗅覺受體、光受體通過耦聯(lián)活化聯(lián)活化G G蛋白，產(chǎn)生蛋白，產(chǎn)生第二信使第二信使，第二信使調(diào)節(jié)，第二信使調(diào)節(jié)離子通道離子通道的開閉引起膜電位的改變，傳遞神經(jīng)的開閉引起膜電位的改變，傳遞神經(jīng)沖動(dòng)。沖動(dòng)。 嗅覺產(chǎn)生信號(hào)傳遞通路（嗅覺產(chǎn)生信號(hào)傳遞通路（20042004年諾貝爾年諾貝爾M M P P）氣味分子氣味分子鼻黏膜上皮嗅覺鼻黏膜上皮嗅覺細(xì)胞表面受體細(xì)胞表面受體激活激活G G蛋白蛋白激活腺苷激活腺苷酸環(huán)化酶酸環(huán)化酶cAMPcAMP濃度升高濃度升高激活激活cAMPcAMP門控門控陽離子通道陽離子通道引起引起Na+Na+內(nèi)流，膜去內(nèi)流，膜去極化產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)極化產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳神經(jīng)沖動(dòng)傳

42、遞到嗅球遞到嗅球傳遞到大腦經(jīng)整合傳遞到大腦經(jīng)整合產(chǎn)生嗅覺產(chǎn)生嗅覺視覺感受器中的視覺感受器中的GG蛋白蛋白 黑暗條件下視桿細(xì)胞中黑暗條件下視桿細(xì)胞中cGMPcGMP濃度較高，濃度較高，cGMPcGMP門控門控鈉離子通道鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜去極化，開放，鈉離子內(nèi)流，膜去極化，突觸持續(xù)向次級(jí)神經(jīng)元釋放遞質(zhì)。突觸持續(xù)向次級(jí)神經(jīng)元釋放遞質(zhì)。 有光時(shí)有光時(shí)cGMPcGMP濃度下降的負(fù)效應(yīng)起傳遞光刺激濃度下降的負(fù)效應(yīng)起傳遞光刺激的作用。的作用。 光信號(hào)光信號(hào)RhRh激活激活GtGt活化活化cGMPcGMP磷酸二酯磷酸二酯酶激活酶激活胞內(nèi)胞內(nèi)cGMPcGMP減少減少Na+Na+離子通道關(guān)閉離子通道關(guān)

43、閉離子濃度下降離子濃度下降膜超極化膜超極化神經(jīng)遞質(zhì)釋放減少神經(jīng)遞質(zhì)釋放減少視覺反應(yīng)。視覺反應(yīng)。 視紫紅質(zhì)視紫紅質(zhì)（rhodopsin, Rhrhodopsin, Rh）為）為7 7次跨膜蛋次跨膜蛋白，由視蛋白和視黃醛組成。白，由視蛋白和視黃醛組成。第四節(jié)第四節(jié) 酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)酶連受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)F催化性受體催化性受體，都是跨膜糖蛋白，胞外部分與信，都是跨膜糖蛋白，胞外部分與信號(hào)分子結(jié)合后，激活胞內(nèi)段的酶活性，再磷酸號(hào)分子結(jié)合后，激活胞內(nèi)段的酶活性，再磷酸化靶蛋白，通過一系列的化靶蛋白，通過一系列的磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，影，影響基因的表達(dá)。響基因的表達(dá)。F分為五類：分為五類：1

44、 1、受體是酪氨酸激酶、受體是酪氨酸激酶 2 2、受體是、受體是絲氨酸絲氨酸/ /蘇氨酸激酶蘇氨酸激酶 3 3、受體是酪氨酸磷酸酯、受體是酪氨酸磷酸酯酶酶 4 4、受體是鳥苷酸環(huán)化酶、受體是鳥苷酸環(huán)化酶 5 5、與酪氨酸蛋、與酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體白激酶聯(lián)系的受體F一、受體酪氨酸激酶的激活一、受體酪氨酸激酶的激活 6 6個(gè)亞族，單次跨膜蛋白，它的胞外配體大部個(gè)亞族，單次跨膜蛋白，它的胞外配體大部分是生長因子以及胰島素。主要功能是控制細(xì)分是生長因子以及胰島素。主要功能是控制細(xì)胞生長、分化。胞生長、分化。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由胞外結(jié)構(gòu)域（配體結(jié)合位點(diǎn)）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由胞外結(jié)構(gòu)域（配體結(jié)合位點(diǎn)）、一個(gè)跨膜一

45、個(gè)跨膜 螺旋、一個(gè)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域（螺旋、一個(gè)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域（具有酪氨酸具有酪氨酸激酶活性激酶活性）組成。）組成。 F配體與受體結(jié)合，受體配體與受體結(jié)合，受體二聚化，二聚體內(nèi)彼此二聚化，二聚體內(nèi)彼此磷酸化胞內(nèi)段酪氨酸殘基，激活受體本身的酪磷酸化胞內(nèi)段酪氨酸殘基，激活受體本身的酪氨酸蛋白激酶的活性。磷酸化酪氨酸殘基可被氨酸蛋白激酶的活性。磷酸化酪氨酸殘基可被含有含有SH2SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白分子識(shí)別并結(jié)合，由此啟結(jié)構(gòu)域的蛋白分子識(shí)別并結(jié)合，由此啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和引起一系列磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和引起一系列磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)。F即即：配體配體受體受體受體二聚化受體二聚化受體的自磷酸受體的自磷酸化化激活激活RTKsR

46、TKs胞內(nèi)信號(hào)蛋白（含胞內(nèi)信號(hào)蛋白（含SH2SH2結(jié)構(gòu)域）結(jié)構(gòu)域）啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 F受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號(hào)途徑主要受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號(hào)途徑主要有有: :RASRAS途徑途徑、PIK3PIK3途徑、磷脂酰肌醇信號(hào)途徑、磷脂酰肌醇信號(hào)途徑等。途徑等。 二、受體酪氨酸激酶及二、受體酪氨酸激酶及RTKRTKRasRas蛋白信號(hào)通路蛋白信號(hào)通路1 1、接頭蛋白：、接頭蛋白：具有具有SH2SH2結(jié)構(gòu)域，與含磷酸化酪氨結(jié)構(gòu)域，與含磷酸化酪氨酸殘基的蛋白分子結(jié)合；酸殘基的蛋白分子結(jié)合；SH3SH3結(jié)構(gòu)域，可與富含結(jié)構(gòu)域，可與富含脯氨酸的蛋白分子結(jié)合。接頭蛋白偶聯(lián)活化的脯氨酸的蛋白分子結(jié)合。接頭蛋白偶聯(lián)活化的受體與下游信號(hào)蛋白。如生長因子受體結(jié)合蛋受體與下游信號(hào)蛋白。如生長因子受體結(jié)合蛋白白-2-2（GRB-2GRB-2），本身不具有酶的活性，也沒有），本身不具有酶的活性，也沒有傳遞信號(hào)的性質(zhì)。傳遞信號(hào)的性質(zhì)。信號(hào)通路中有關(guān)的酶信號(hào)通路中有關(guān)的酶，如：，如：GTPGTP酶活化蛋白酶活化蛋白（GAPGAP），磷脂酰肌醇代謝有關(guān)的酶（），磷脂酰肌醇代謝有關(guān)的酶（- -磷脂磷脂酶酶C C，3-3-磷脂酰肌醇激酶）等。磷脂酰肌醇激酶）等。 受體酪氨酸激酶及受體酪氨酸激酶及RTKRTKRa