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(優(yōu)選)基礎(chǔ)(Chu)醫(yī)學(xué)細(xì)胞的基本功能第一頁(yè),共八十三頁(yè)。一、被(Bei)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)
(一)單純擴(kuò)散(simplediffusion)定義:細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液都是水溶液,脂溶性溶質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域通過(guò)細(xì)胞膜做跨膜運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)運(yùn)。影響因素:膜兩側(cè)的濃度差脂溶性程度其他因素如膜的性質(zhì)主體:氧氣和二氧化碳第二頁(yè),共八十三頁(yè)。(二)、易(Yi)化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)定義:非脂溶性物質(zhì),在膜結(jié)構(gòu)中特殊蛋白質(zhì)分子的幫助下也能較容易的由高濃度一側(cè)通過(guò)膜向低濃度一側(cè)移動(dòng)。特點(diǎn):從高濃度到低濃度蛋白質(zhì)分子本身結(jié)構(gòu)的特異性某種物質(zhì)的擴(kuò)散通量是變化的主體:葡萄糖鈉離子鉀離子鈣離子氯離子類(lèi)型:載體蛋白介導(dǎo)的運(yùn)輸通道蛋白介導(dǎo)的運(yùn)輸?shù)谌?yè),共八十三頁(yè)。1.載體介導(dǎo)的易化(Hua)擴(kuò)散物質(zhì)與載體蛋白的位點(diǎn)結(jié)合,引起后者變構(gòu)將物質(zhì)移向另側(cè)。如葡萄糖、氨基酸等非離子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。具有結(jié)構(gòu)特異性、飽和現(xiàn)象和竟?fàn)幮砸种铺攸c(diǎn)。(葡萄糖、氨基酸、核苷酸)第四頁(yè),共八十三頁(yè)。2.通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)(Kuo)散離子通道蛋白(channelprotein):跨膜蛋白,中心親水性通道對(duì)離子具有高度的親和力,但不與離子結(jié)合。通道蛋白受電、化學(xué)因素剌激而變構(gòu)產(chǎn)生水相孔道(通道),帶電離子經(jīng)通道順濃度移動(dòng)。體內(nèi)鈉、鉀、鈣等離子的跨膜擴(kuò)散,均有其特異的通道蛋白參與,分別稱(chēng)為鈉通道、鉀通道和鈣通道等。閘門(mén):是通道蛋白的帶電分子或基團(tuán)(如羧基或磷酸基)所構(gòu)成,可調(diào)控通道的開(kāi)關(guān)。通道有開(kāi)放和關(guān)閉狀態(tài),并由“閘門(mén)”控制。運(yùn)輸特點(diǎn):順濃度梯度;速度快;高度選擇性:只允許一種離子通過(guò)(離子類(lèi)型決定于通道直徑、形狀及通道內(nèi)部電荷的分布);短暫開(kāi)放;不消耗能量;第五頁(yè),共八十三頁(yè)。單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散均系順濃度差和電位差移動(dòng),無(wú)需消耗能量,稱(chēng)為被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。如果轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)不帶電,其最終達(dá)到的平衡點(diǎn)是兩側(cè)濃度差為零。如果轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)是離子,則其最終的平衡點(diǎn)是電-化學(xué)(Xue)勢(shì)為零,此時(shí)濃度差并不消失。第六頁(yè),共八十三頁(yè)。二(Er)、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì):特定的離子(K+、Na+、Ca2+等)細(xì)胞代謝必需的物質(zhì)。特點(diǎn):逆物質(zhì)濃度梯度方向運(yùn)輸;消耗代謝能。第七頁(yè),共八十三頁(yè)。(1).原發(fā)性(Xing)主動(dòng)運(yùn)輸定義:細(xì)胞通過(guò)本身的某種耗能過(guò)程,將某種物質(zhì)分子或離子由膜的低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)的過(guò)程。意義:建立一種勢(shì)能儲(chǔ)備,供細(xì)胞的其他耗能過(guò)程來(lái)用。*依賴(lài)式ATP酶:本質(zhì)是細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)能分解ATP,使之釋放能量,以供轉(zhuǎn)運(yùn)。第八頁(yè),共八十三頁(yè)。Na+-K+-ATP酶(Mei):Na+-K+泵第九頁(yè),共八十三頁(yè)。Na+-K+-ATP酶(Mei):Na+-K+泵作用:同時(shí)具有載體和ATP酶活性。催化ATP生成ADP,產(chǎn)生能量,經(jīng)可逆性的磷酸化與去磷酸化,泵出Na+和泵入K+。水解一個(gè)ATP分子所產(chǎn)生的能量可供泵出3個(gè)Na+,泵入2個(gè)K+。意義:使細(xì)胞內(nèi)高K+,利于細(xì)胞代謝活動(dòng);建立鈉、鉀濃度勢(shì)能貯備是產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ);維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡;也可用于其它物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn))。第十頁(yè),共八十三頁(yè)。(2).繼發(fā)(Fa)性主動(dòng)運(yùn)輸定義:某些物質(zhì)主動(dòng)運(yùn)輸所需的能量是間接來(lái)自ATP的分解。第十一頁(yè),共八十三頁(yè)。繼發(fā)性(Xing)主動(dòng)運(yùn)輸主體:葡萄糖、氨基酸等分類(lèi):同向轉(zhuǎn)運(yùn)和逆向轉(zhuǎn)運(yùn)第十二頁(yè),共八十三頁(yè)。三、出胞(Bao)和入胞(Bao)定義:大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)團(tuán)塊,可通過(guò)膜更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、功能改變,使之進(jìn)出細(xì)胞。實(shí)例:細(xì)胞的分泌活動(dòng)細(xì)菌、病毒或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞受體介導(dǎo)式入胞第十三頁(yè),共八十三頁(yè)。入(Ru)胞細(xì)胞表面發(fā)生內(nèi)陷,由胞膜把細(xì)胞外的大分子和顆粒物質(zhì)包圍成小泡,最后脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。吞噬作用(phagocytosis)吞飲作用(pinocytosis)受體介導(dǎo)的入胞(receptor-mediatedendocytosis)第十四頁(yè),共八十三頁(yè)。出(Chu)胞大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)團(tuán)由細(xì)胞排出的過(guò)程。出胞入胞均要耗能,消耗線粒體氧化工程中形成的ATP。第十五頁(yè),共八十三頁(yè)。第十六頁(yè),共八十三頁(yè)。第二節(jié)細(xì)(Xi)胞的生物電現(xiàn)象生物電:一切活組織的細(xì)胞,在安靜狀態(tài)和活動(dòng)過(guò)程中均表現(xiàn)有電的變化,這種電的變化伴隨著細(xì)胞生命活動(dòng)出現(xiàn)。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-------++++++--------+去極化反極化復(fù)極化超極化第十七頁(yè),共八十三頁(yè)。一(Yi)、靜息電位(RP)定義:未受刺激,細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)的電位差數(shù)值:膜外為零,膜內(nèi)電位在-10mV——-100mV描述:膜的極化:內(nèi)負(fù)外正膜的去極化:膜內(nèi)負(fù)值減小膜的超極化:膜內(nèi)負(fù)值加大膜的復(fù)極化:先去極化,再向靜息電位數(shù)值恢復(fù)超射:高于零電位的部分第十八頁(yè),共八十三頁(yè)。RP的形成(Cheng)機(jī)理Na+-K+泵生電作用K+平衡電位
[K+]i>[K+]oK+外流促進(jìn)K+外流的濃度勢(shì)能=阻礙K+外流的電場(chǎng)力
K+的凈外流為零第十九頁(yè),共八十三頁(yè)。動(dòng)作(Zuo)電位(AP)定義:指膜受剌激時(shí),在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的擴(kuò)布性電位變化。波形:如圖,膜兩側(cè)電位的快速倒轉(zhuǎn)和復(fù)原:先快速去極化,后復(fù)極化峰電位:短促而尖銳的脈沖樣變化意義:是細(xì)胞興奮的標(biāo)志第二十頁(yè),共八十三頁(yè)。特點(diǎn):全或無(wú)只有外加刺激達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),動(dòng)作電位才能出現(xiàn)在同一細(xì)胞上的動(dòng)作電位的大小不隨刺激強(qiáng)度而改變,傳(Chuan)導(dǎo)距離而改變第二十一頁(yè),共八十三頁(yè)。生物電產(chǎn)生的機(jī)(Ji)制(離子學(xué)說(shuō))Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+A-A-A-A-A-A-A-A-A-Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_A-A-——細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布的濃度差異為了保持細(xì)胞的興奮性,維持膜內(nèi)外鈉離子和鉀離子的濃度差異,細(xì)胞膜上的鈉鉀泵,可以把鈉離子運(yùn)出膜外,而把鉀離子運(yùn)回膜內(nèi)。這種轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程是逆濃度差進(jìn)行的,需要消耗能量。第二十二頁(yè),共八十三頁(yè)。AP的形成(Cheng)機(jī)理除極相(上升支):剌激鈉通道開(kāi)放(通透性)--電-化梯度---Na+內(nèi)流膜除極--電-化學(xué)平衡鈉平衡電位(超射)
復(fù)極相(下降支):鈉通道很快失活Na+通透性迅速k+通道激活和k+外流膜內(nèi)電位向負(fù)值恢復(fù)達(dá)到原先靜息水平。后電位,負(fù)后電位,正后電位第二十三頁(yè),共八十三頁(yè)。小結(jié):神經(jīng)動(dòng)作電位的除極是Na+內(nèi)流,復(fù)極是k+外流;鋒電位是動(dòng)作電位的主要成分。復(fù)極完畢后,膜鈉泵活動(dòng),以(Yi)恢復(fù)兩側(cè)離子濃度,但不致改變膜兩側(cè)的電位差。第二十四頁(yè),共八十三頁(yè)。三、閾電位和局部(Bu)興奮第二十五頁(yè),共八十三頁(yè)。
(1)閾刺激是(Shi)產(chǎn)生Ap的必須條件
可興奮組織(Rp)———
閾電位————Ap閾刺激、閾上刺激
不需任何刺激
(2)閾強(qiáng)度為衡量組織興奮性高低的指標(biāo),與興奮性大小成反比。
(3)閾電位:
膜去極化到一臨界值,Na+
通道爆發(fā)性開(kāi)放產(chǎn)生Ap,此膜電位稱(chēng)閾電位。第二十六頁(yè),共八十三頁(yè)。(4)局部電位(Wei)及其特性
閾下刺激雖不能引起AP,但可引起膜電位有所變化。閾下刺激少量Na+內(nèi)流產(chǎn)生低于閾電位的去極化局部反應(yīng).
局部反應(yīng)(電位):閾下電流刺激時(shí)產(chǎn)生的電緊張電位和由膜自身產(chǎn)生的電活動(dòng)(部分Na+通道開(kāi)放)疊加在一起的膜去極化電位。第二十七頁(yè),共八十三頁(yè)。特性:a、等級(jí)性:其去極化幅度大小與閾下刺激大小呈正比——非“全或無(wú)”現(xiàn)象。b、衰減性:其去極化幅度隨傳布距離↑而↓叫電緊張性擴(kuò)布(electrotonicpropagation)c、總和現(xiàn)象⑴空間(spatialsummation):在同一細(xì)胞的不同部位閾下刺激引起的局部電位可疊加在一起。⑵時(shí)間(temporalsummation):在同一細(xì)胞上先后的刺激引起的局部電位也可疊加在一起。d、無(wú)不應(yīng)期總和或疊加后的局部電位若≥閾電位,則產(chǎn)(Chan)生AP。
第二十八頁(yè),共八十三頁(yè)。第二十九頁(yè),共八十三頁(yè)。四、興奮過(guò)程(Cheng)中興奮性的變化絕對(duì)不應(yīng)期(absoluterefractoryperiod)大多數(shù)鈉通道失活可興奮組織在經(jīng)歷由刺激引起的時(shí)間內(nèi),不能接受新的刺激。
相對(duì)不應(yīng)期(relativerefractoryperiod)一些鈉通道開(kāi)始恢復(fù)比閾刺激大的刺激,才能引起新的興奮。超常期(superanormalperiod)膜電位接近閾電位―興奮性高于正常比閾刺激小的刺激,就能引起新的興奮。低常期(subnormalperiod)膜電位遠(yuǎn)離閾電位――興奮性低于正常
第三十頁(yè),共八十三頁(yè)。電壓(Ya)箝技術(shù)將膜電位固定在一個(gè)特定的水平,記錄膜電流的變化;觀察膜電導(dǎo)的指標(biāo)/計(jì)算膜電導(dǎo);第三十一頁(yè),共八十三頁(yè)。Theory-與電壓鉗基本相同;trait-鉗制和記錄的僅僅是微吸管電極(Ji)尖端下所限定的面積只有幾平方微米的一片膜;高阻抗封接;Func-可記錄到單個(gè)離子通道電流;Sig-證實(shí)離子通道的存在和活動(dòng)特性;膜片箝技術(shù)第三十二頁(yè),共八十三頁(yè)。五、興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)——神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)(局部電(Dian)流學(xué)說(shuō))第三十三頁(yè),共八十三頁(yè)。兩種神經(jīng)纖維傳(Chuan)導(dǎo)的特點(diǎn)有髓神經(jīng)纖維:跳躍式,故速度快。無(wú)髓神經(jīng)纖維:無(wú)髓鞘和郎飛結(jié),故其傳導(dǎo)為非跳躍式,速度慢。第三十四頁(yè),共八十三頁(yè)。一、直(Zhi)接通訊二、間接通訊第三節(jié)細(xì)胞通訊第三十五頁(yè),共八十三頁(yè)。神(Shen)經(jīng)-肌接頭超微結(jié)構(gòu)圖第三十六頁(yè),共八十三頁(yè)。神經(jīng)-肌接頭超微結(jié)構(gòu)(Gou)圖神經(jīng)末梢AP到來(lái)軸突末梢去極化,膜上Ca+通道開(kāi)放Ca+內(nèi)流Ca+啟動(dòng)突觸小泡出胞,ACh釋放ACh經(jīng)間隙擴(kuò)散ACh與終板膜上ACh受體結(jié)合終板膜上化學(xué)門(mén)控通道開(kāi)放,對(duì)Na+、K+的(尤其是Na+)透性增加Na+內(nèi)流,K+外流終板膜去極化,終板電位總和肌細(xì)胞產(chǎn)生AP鄰近肌細(xì)胞去極化達(dá)閾電位第三十七頁(yè),共八十三頁(yè)。三、細(xì)胞的(De)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
外界信號(hào)作用于細(xì)胞膜表面,膜結(jié)構(gòu)中一種或多種特殊蛋白質(zhì)分子發(fā)生變構(gòu),外環(huán)境變化的信息以新的信號(hào)形式傳導(dǎo)到膜內(nèi),引發(fā)靶細(xì)胞相應(yīng)的功能改變,如電反應(yīng)。第三十八頁(yè),共八十三頁(yè)。信號(hào)轉(zhuǎn)(Zhuan)導(dǎo)(signaltransduction)外界刺激信號(hào)→細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)→膜內(nèi)反應(yīng)信號(hào)物質(zhì):激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子等;根據(jù)作用方式進(jìn)行分類(lèi):疏水性的:類(lèi)固醇激素、維生素D、甲狀腺激素;擴(kuò)散透過(guò)胞膜,與胞內(nèi)受體結(jié)合,發(fā)揮作用;親水性的:作用于胞膜表面的蛋白質(zhì),通過(guò)級(jí)聯(lián)反應(yīng),信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。第三十九頁(yè),共八十三頁(yè)。分(Fen)類(lèi)膜表面受體主要有三類(lèi):①離子通道型受體(ion-channel-linkedreceptor);②G蛋白耦聯(lián)型受體(G-protein-linkedreceptor);③酶耦聯(lián)的受體(enzyme-linkedreceptor)第四十頁(yè),共八十三頁(yè)。第四十一頁(yè),共八十三頁(yè)。1、離子通道跨(Kua)膜信號(hào)傳遞1、定義:物質(zhì)可以通過(guò)細(xì)胞膜上的通道蛋白質(zhì)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間、細(xì)胞與外界刺激信號(hào)之間的信號(hào)傳遞。第四十二頁(yè),共八十三頁(yè)。通(Tong)道類(lèi)型配體閘門(mén)通道:閘門(mén)的開(kāi)關(guān)受化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)。如乙酰膽堿通道。電壓閘門(mén)通道:閘門(mén)的開(kāi)關(guān)受膜電壓的控制。如Na+、K+、Ca2+通道等。機(jī)械力閘門(mén)通道:閘門(mén)的開(kāi)關(guān)受機(jī)械力的牽張控制。第四十三頁(yè),共八十三頁(yè)。第四十四頁(yè),共八十三頁(yè)。(1)化(Hua)學(xué)門(mén)控通道定義:只有某種化學(xué)信號(hào)出現(xiàn)時(shí),通道才會(huì)與之特異性結(jié)合,再打開(kāi)。然后出現(xiàn)相應(yīng)離子的易化擴(kuò)散,從而完成信號(hào)的跨膜傳遞。實(shí)例:ACh(乙酰膽堿)N型Ach受體N型通道第四十五頁(yè),共八十三頁(yè)。第四十六頁(yè),共八十三頁(yè)。第四十七頁(yè),共八十三頁(yè)。(2)電壓門(mén)控通道定義:外(Wai)界刺激信號(hào)為電壓變化,引起膜電位的改變,使通道開(kāi)放,造成離子流動(dòng)或其他胞內(nèi)功能的改變。實(shí)例:神經(jīng)和肌細(xì)胞膜上的Ca2+通道---動(dòng)作電位*主要與動(dòng)作電位的形成有關(guān)*Na+
,K+
,Ca2+通道第四十八頁(yè),共八十三頁(yè)。第四十九頁(yè),共八十三頁(yè)。(3)機(jī)械門(mén)控通道定義:外界的機(jī)械性信號(hào),直接激活膜中(Zhong)的機(jī)械門(mén)控通道,引起細(xì)胞跨膜電位的變化。實(shí)例:內(nèi)耳毛細(xì)胞頂部的聽(tīng)毛受到切向力作用時(shí),會(huì)發(fā)生短暫的感受器電位。第五十頁(yè),共八十三頁(yè)。第五十一頁(yè),共八十三頁(yè)。神經(jīng)-肌接頭超(Chao)微結(jié)構(gòu)圖神經(jīng)末梢AP到來(lái)軸突末梢膜上Ca+通道開(kāi)放Ca+內(nèi)流Ca+啟動(dòng)突觸小泡出胞,ACh釋放ACh經(jīng)間隙擴(kuò)散ACh與終板膜上ACh受體結(jié)合終板膜上化學(xué)門(mén)控通道開(kāi)放,對(duì)Na+、K+的(尤其是Na+)透性增加Na+內(nèi)流,K+外流終板膜去極化,終板電位總和肌細(xì)胞產(chǎn)生AP鄰近肌細(xì)胞去極化達(dá)閾電位第五十二頁(yè),共八十三頁(yè)。2、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)(Dao)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(Dao)(一)定義:化學(xué)信息物質(zhì)與胞膜上的特異性受體結(jié)合,激活膜內(nèi)的G-蛋白,然后激活或抑制膜內(nèi)的效應(yīng)器蛋白,引起Ⅱ信使的生產(chǎn)增加或減少,蛋白激酶的活性改變,影響胞內(nèi)功能,最終調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的功能。(二)組成:受體蛋白:又名G-蛋白耦聯(lián)受體
1、作用:與外界化學(xué)信號(hào)作特異性結(jié)合。
2、結(jié)構(gòu):7次跨膜受體
3、name-促代謝型受體;
4、eg-腎上腺素能受體、乙酰膽堿受體、5-羥色胺受體、嗅覺(jué)受體、視紫紅質(zhì)以及多數(shù)肽類(lèi)激素的受體等;第五十三頁(yè),共八十三頁(yè)。第五十四頁(yè),共八十三頁(yè)。*G蛋(Dan)白1、結(jié)構(gòu):三個(gè)亞單位,α,β,γ2、分類(lèi):激活型蛋白---α亞單位結(jié)合GTP
失活型蛋白---α亞單位結(jié)合GDP3、how-當(dāng)外信號(hào)與受體結(jié)合后,受體便與G蛋白的α亞單位結(jié)合,失活型G蛋白發(fā)生構(gòu)象變化,變成激活型G蛋白;同時(shí),α亞單位與β-γ亞單位分離,與活化受體分離,β-γ亞單位和α亞單位-GTP兩部分均進(jìn)一步激活膜的效應(yīng)器蛋白。α亞單位具有GTP酶活性,可將GTP水解生成GDP,并與GDP和β-γ亞單位相繼結(jié)合,形成失活型G蛋白,終止信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。4、func-分子開(kāi)關(guān);第五十五頁(yè),共八十三頁(yè)。第五十六頁(yè),共八十三頁(yè)。第二(Er)信使What-信號(hào)分子作用于細(xì)胞膜后產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子;環(huán)一磷酸腺苷(cAMP)三磷酸肌醇(IP3)二酰甘油(DG)環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)鈣離子Func-調(diào)節(jié)靶蛋白(蛋白激酶和離子通道)構(gòu)象變化為基礎(chǔ)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)和細(xì)胞功能改變。第五十七頁(yè),共八十三頁(yè)。*膜的效應(yīng)器(Qi)酶Func-其激活或抑制,引起胞漿中Ⅱ信使的生成增加或減少;Eg-腺苷酸環(huán)化酶(AC),----環(huán)一磷酸腺苷(cAMP)磷脂酶C(PLC),---磷酸磷脂酰肌醇磷脂酶A2(PLA2),鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(GC),----環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)cGMP磷酸二酯酶(PDE);第五十八頁(yè),共八十三頁(yè)。(一)cAMP信(Xin)號(hào)通路細(xì)胞外信號(hào)與相應(yīng)受體結(jié)合,調(diào)節(jié)腺苷酸環(huán)化酶活性,通過(guò)第二信使cAMP水平的變化,將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào);第五十九頁(yè),共八十三頁(yè)。組(Zu)分①.激活型激素受體(Rs)或抑制型激素受體(Ri);②.活化型調(diào)節(jié)蛋白(Gs)或抑制型調(diào)節(jié)蛋白(Gi);③.
腺苷酸環(huán)化酶(Adenylylcyclase,AC):是相對(duì)分子量為150KD的糖蛋白,跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下,腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成cAMP。④.
蛋白激酶A(ProteinKinaseA,PKA):活化的蛋白激酶A催化亞基可使細(xì)胞內(nèi)某些蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化,改變這些蛋白的活性,進(jìn)一步影響到相關(guān)基因的表達(dá)。第六十頁(yè),共八十三頁(yè)。激素→G蛋白耦聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶(Mei)→cAMP→依賴(lài)cAMP的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄
第六十一頁(yè),共八十三頁(yè)。cAMPPKA
靶蛋白
磷酸化靶基因
轉(zhuǎn)錄腺苷酸環(huán)化酶+受體α2受體
M受體GsGi-Adenylylcyclasesignaltransductionpathway第六十二頁(yè),共八十三頁(yè)。不同細(xì)胞對(duì)cAMP信號(hào)途徑的反應(yīng)速度不同,在肌肉細(xì)胞1秒鐘之內(nèi)可啟動(dòng)糖原降解為葡糖1-磷酸,而抑制糖原的合成,促進(jìn)葡萄糖生成。在某些分泌(Mi)細(xì)胞,需要幾個(gè)小時(shí),激活的PKA
進(jìn)入細(xì)胞核,將CRE結(jié)合蛋白磷酸化,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)。CRE(cAMPresponseelement)是DNA上的調(diào)節(jié)區(qū)域。第六十三頁(yè),共八十三頁(yè)。Reaction-4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二?;视?You)(DG);Process-胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面G蛋白耦聯(lián)型受體結(jié)合,激活質(zhì)膜上的磷脂酶C(PLC-β),導(dǎo)致…,IP3和DG為兩個(gè)第二信使;胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào);Where-質(zhì)膜上;Name-“雙信使系統(tǒng)”(doublemessengersystem)(二)磷脂酶C途徑第六十四頁(yè),共八十三頁(yè)。IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3配體門(mén)鈣通道結(jié)合,開(kāi)(Kai)啟鈣通道,使胞內(nèi)Ca2+濃度升高。激活各類(lèi)依賴(lài)鈣離子的蛋白。DG結(jié)合于質(zhì)膜上,可活化與質(zhì)膜結(jié)合的蛋白激酶C(ProteinKinaseC,PKC)。PKC以非活性形式分布于細(xì)胞溶質(zhì)中;當(dāng)細(xì)胞接受刺激,產(chǎn)生IP3,使Ca2+濃度升高,PKC便轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面,被DG活化(圖8-22),PKC可以使蛋白質(zhì)的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化;不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同的反應(yīng),如細(xì)胞分泌、肌肉收縮、細(xì)胞增殖和分化等。第六十五頁(yè),共八十三頁(yè)。
靶蛋白(Bai)
磷酸化靶基因
轉(zhuǎn)錄α1受體
AngII受體PIP2PKCCa2+GqIP3DGPLCβPhospholipaseCsignaltransductionpathway第六十六頁(yè),共八十三頁(yè)。(三)其(Qi)它1.化學(xué)感受器中的G蛋白氣味分子與化學(xué)感受器中的G蛋白耦聯(lián)型受體結(jié)合,可激活腺苷酸環(huán)化酶(AC),產(chǎn)生環(huán)一磷酸腺苷(cAMP),開(kāi)啟cAMP門(mén)控陽(yáng)離子通道,引起鈉離子內(nèi)流,膜去極化,產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),最終形成嗅覺(jué)或味覺(jué)。第六十七頁(yè),共八十三頁(yè)。2.視覺(jué)感受器(Qi)中的G蛋白黑暗條件下,視桿細(xì)胞(或視錐細(xì)胞)中環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)濃度較高,cGMP門(mén)控鈉離子通道開(kāi)放,鈉離子內(nèi)流,引起膜去極化,突觸持續(xù)向次級(jí)神經(jīng)元釋放遞質(zhì)。視紫紅質(zhì)(rhodopsin,Rh)為7次跨膜蛋白,含一個(gè)11順-視黃醛。是視覺(jué)感受器中的G蛋白耦聯(lián)型受體,光照使Rh視黃醛的構(gòu)象變?yōu)榉词?,Rh分解為視黃醛和視蛋白(opsin),構(gòu)象改變的視蛋白激活G蛋白(transducin,Gt),G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶,將細(xì)胞中的cGMP水解。從而關(guān)閉鈉通道,引起細(xì)胞超極化,產(chǎn)生視覺(jué)??梢?jiàn)胞內(nèi)cGMP水平下降的負(fù)效應(yīng)信號(hào)起傳遞光刺激的作用。第六十八頁(yè),共八十三頁(yè)。視覺(jué)感受器的換(Huan)能反應(yīng)光信號(hào)→Rh激活→Gt活化→cGMP磷酸二酯酶激活→胞內(nèi)cGMP減少→Na+離子通道關(guān)閉→離子濃度下降→膜超極化→神經(jīng)遞質(zhì)釋放減少→視覺(jué)反應(yīng)第六十九頁(yè),共八十三頁(yè)。第七十頁(yè),共八十三頁(yè)。3、酶耦聯(lián)受體(Ti)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程:化學(xué)信號(hào)與受體在膜外側(cè)肽鏈結(jié)合,受體在膜內(nèi)側(cè)肽段的蛋白激酶被激活,肽鏈自身和靶蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基磷酸化,引發(fā)細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)。主體:肽類(lèi)激素(胰島素、細(xì)胞因子)第七十一頁(yè),共八十三頁(yè)。分(Fen)類(lèi)本身具有激酶活性,如肽類(lèi)生長(zhǎng)因子(EGF,PDGF,CSF等)受體;本身沒(méi)有酶活性,但可以連接非受體酪氨酸激酶,如細(xì)胞因子受體超家族。Trait-①通常為單次跨膜蛋白;②接受配體后發(fā)生二聚化而激活,起動(dòng)其下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。已知六類(lèi):①受體酪氨酸激酶、②酪氨酸激酶連接的受體、③受體酪氨酸磷脂酶、④受體絲氨酸/蘇氨酸激酶⑤受體鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶、⑥組氨酸激酶連接的受體(與細(xì)菌的趨化性有關(guān))。第七十二頁(yè),共八十三頁(yè)。1)、酪氨酸激(Ji)酶分類(lèi):①受體酪氨酸激酶,為單次跨膜蛋白,在脊椎動(dòng)物中已發(fā)現(xiàn)50余種;②胞質(zhì)酪氨酸激酶,如Src家族、Tec家族、ZAP70、家族、JAK家族等;③核內(nèi)酪氨酸激酶如Abl和Wee。第七十三頁(yè),共八十三頁(yè)。受體酪氨(An)酸激酶(receptorproteintyrosinekinases,RPTKs)胞外區(qū)是結(jié)合配體結(jié)構(gòu)域,配體是可溶性或膜結(jié)合的多肽或蛋白類(lèi)激素,包括胰島素和多種生長(zhǎng)因子。胞內(nèi)段是酪
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