細胞生物學-物質跨膜運輸課件

第五章物質的跨膜運輸與信號傳遞物質的跨膜運輸細胞通訊與信號傳遞第一節(jié)物質的跨膜運輸●被動運輸（passivetransport）●主動運輸（activetransport）●胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）物質的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一。

第二節(jié)細胞通訊與信號傳遞●細胞通訊與細胞識別●細胞的信號分子與受體●通過細胞內受體介導的信號傳遞●通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞●由細胞表面整合蛋白介導的信號傳遞●細胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網絡整合信息主動運輸（activetransport）●特點：運輸方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉運蛋白

被動與主動運輸的比較

●類型：三種基本類型

由ATP直接提供能量的主動運輸—鈉鉀泵（結構與機制）鈣泵（Ca2+-ATP酶）質子泵：P-型質子泵、V-型質子泵、H+-ATP酶協(xié)同運輸（cotransport）Na+-K+泵(H+-泵)與載體蛋白協(xié)同作用,間接消耗ATP完成的主動運輸

物質的跨膜轉運與膜電位

胞吞作用（endocytosis）與胞吐作用（exocytosis）完成大分子與顆粒性物質的跨膜運輸，又稱膜泡運輸或批量運輸(bulktransport),屬于主動運輸?！癜套饔谩癜伦饔冒套饔茫╡ndocytosis）●胞飲作用（pinocytosis）與吞噬作用（phagocytosis） ●受體介導的內吞作用及包被的組裝(膽固醇、轉鐵蛋白等）●胞內體（endosome）及其分選作用(需和內膜系統(tǒng)結合)主要區(qū)別

胞吐作用（exocytosis）●組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）所有真核細胞連續(xù)分泌過程用于質膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基質組分、營養(yǎng)或信號分子）defaultpathway：除某些有特殊標志的駐留蛋白和調節(jié)的分泌泡外，其余蛋白的轉運途徑：粗面內質網→高爾基體→分泌泡→細胞表面

●調節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）特化的分泌細胞儲存--刺激--釋放產生的分泌物(激素、粘液或消化酶)具有共同的分選機制，分選信號存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定●膜流：動態(tài)過程對質膜更新和維持細胞的生存與生長是必要的●囊泡與靶膜的識別與融合

細胞通訊（cellcommunication）一個細胞發(fā)出的信息通過介質傳遞到另一細胞產生相應的反應。細胞間的通訊對于多細胞生物體的發(fā)生和組織的構建，細胞功能的協(xié)調，細胞的生長和分裂控制是必須的?！窦毎ㄓ嵎绞剑?/p>

分泌化學信號進行通訊

內分泌（endocrine）a旁分泌（paracrine）b

自分泌（autocrine）c化學突觸（chemicalsynapse）接觸性依賴的通訊:（d)細胞間直接接觸，信號分子與受體都是細胞的跨膜蛋白間隙連接實現代謝偶聯或電偶聯細胞的信號分子與受體●信號分子（signalmolecule）親脂性信號分子親水性信號分子氣體性信號分子(NO)●受體（receptor）多為糖蛋白

細胞內受體:胞外親脂性信號分子所激活激素激活的基因調控蛋白（胞內受體超家族）細胞表面受體:胞外親水性信號分子所激活離子通道偶聯的受體（ion-channel-linkedreceptor）G-蛋白偶聯的受體（G-protein-linkedreceptor）酶偶連的受體（enzyme-linkedreceptor）

●第二信使（secondmessenger）

●分子開關（molecularswitches）細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞●離子通道偶聯的受體介導的信號跨膜傳遞●G-蛋白偶聯的受體介導的信號跨膜傳遞●細胞表面其它與酶偶聯的受體離子通道偶聯的受體介導的信號跨膜傳遞信號途徑特點：受體/離子通道復合體，四次/六次跨膜蛋白跨膜信號轉導無需中間步驟主要存在于神經細胞或其他可興奮細胞間的突觸信號傳遞有選擇性：配體的特異性選擇和運輸離子的選擇性G-蛋白偶聯的受體介導的信號跨膜傳遞●cAMP信號通路●磷脂酰肌醇信號通路●受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路

細胞表面其它與酶偶聯的受體受體絲氨酸/蘇氨酸激酶受體酪氨酸磷酸酯酶受體鳥苷酸環(huán)化酶酪氨酸蛋白激偶聯系的受體兩大家族：

與Src蛋白家族相聯系的受體；

與Janus激酶家族聯系的受體。信號轉導子和轉錄激活子（STAT）與JAK-STAT途徑

cAMP信號通路反應鏈：激素→G-蛋白偶聯受體→G-蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴的蛋白激酶A→基因調控蛋白→基因轉錄組分及其分析

G-蛋白偶聯受體

G-蛋白活化與調節(jié)效應酶——腺苷酸環(huán)化酶細菌毒素對G蛋白的修飾作用受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路

受體酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTKs） 包括6個亞族

信號轉導：配體→受體→受體二聚化→受體的自磷酸化→ 激活RTK→胞內信號蛋白→啟動信號傳導

RTK-Ras信號通路：

配體→RTK→adaptor←GRF→Ras→Ra(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→進入細胞核→其它激酶或基因調控蛋白(轉錄因子)的磷酸化修鈽。

由細胞表面整合蛋白介導的信號傳遞●整合蛋白與粘著斑●導致粘著斑裝配的信號通路有兩條●粘著斑的功能：機械結構功能信號傳