動物生理學細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導

①遠距離分泌：內(nèi)分泌腺分泌的激素或其它體液性調(diào)節(jié)因子經(jīng)血液循環(huán)運輸達到靶細胞的方式；

②突觸傳遞：神經(jīng)末梢釋放的神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)，經(jīng)突觸間隙液擴散到突觸后神經(jīng)或效應(yīng)器細胞膜上的方式。

③旁分泌：某些細胞分泌的化學物質(zhì)經(jīng)細胞外液以擴散到達鄰近細胞膜上的方式；

④自分泌內(nèi)環(huán)境中的各種化學因子到達靶細胞的方式有4種：現(xiàn)在是1頁\一共有22頁\編輯于星期四機械感受器溫度感受器味感受器嗅感受器光感受器電感受器跨膜信號轉(zhuǎn)導（transmembranesingaltranduction）或跨膜信號傳遞（transmembranesingaling）

各種能量形式的外界信號作用于靶細胞時，并不需要進入細胞內(nèi)直接影響靶細胞內(nèi)的過程，而是通過引起細胞膜上一種或數(shù)種特異蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)作用，將外界環(huán)境變化的信息以一種新的信號形式傳遞到膜內(nèi)，再引起被作用細胞（即靶細胞）相應(yīng)功能的改變。外界環(huán)境中各種刺激：現(xiàn)在是2頁\一共有22頁\編輯于星期四1.2.1由離子通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導1.2.2

由G蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導1.2.3酶耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導

現(xiàn)在是3頁\一共有22頁\編輯于星期四

離子通道實際上是特殊的膜蛋白質(zhì)分子在膜上形成的通道。大多數(shù)離子通道都有門，稱為門控通道（gatedchannel）。1.2.1由離子通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導現(xiàn)在是4頁\一共有22頁\編輯于星期四(1)電壓門控通道（voltagegated

channel）主要是分布在除突觸后膜和終板膜以外的神經(jīng)和肌肉細胞表面膜中的Na+、k+、Ca2+等通道?，F(xiàn)在是5頁\一共有22頁\編輯于星期四(2)機械門控通道(mechanicallygatedchannel)如神經(jīng)末梢頂部的纖毛受到切向力彎曲時由于纖毛受力使其根部的膜變形（牽拉），直接激活了其附近膜中的機械門控通道而出現(xiàn)離子跨膜移動?，F(xiàn)在是6頁\一共有22頁\編輯于星期四主要分布于如肌細胞的終板膜和神經(jīng)元的突觸后膜中，如神經(jīng)-肌肉接頭處的N-乙酰膽堿門控通道上，ACh受體身就是離子通道的一個組成部分，因它的激活能直接引起跨膜離子流動，故又稱為通道型受體,或促離子型受體（ionotropic

receptor）。

(3)化學門控通道(chemicallygatedchannel),該通道由2α.β.γ.δ組成的5個亞基構(gòu)成，Ach的結(jié)合位點就存在于2個α亞單位上,當兩個Ach與之結(jié)合后引起Na+通道開放。因為這種通道只有在膜外特定的化學信號（配體,ligand）與膜上的受體結(jié)合后才開放,又稱配子門控通道?，F(xiàn)在是7頁\一共有22頁\編輯于星期四(4)細胞間通道

當某些因素存在時，在縫隙連接處的兩側(cè)膜蛋白顆粒發(fā)生對接，形成溝通相鄰細胞漿的通道，而在另一些因素存在時，溝通的通道消失。許多低等動物或動物的某些細胞如，平滑肌細胞、心肌細胞及中樞的某些神經(jīng)細胞之間存在著縫隙連接（gapjunction），現(xiàn)在是8頁\一共有22頁\編輯于星期四1.2.2

由G蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導G蛋白效應(yīng)器G蛋白耦聯(lián)受體G-蛋白第二信使現(xiàn)在是9頁\一共有22頁\編輯于星期四AlfredG.Gilman

MartinRodbell

1/2oftheprize

1/2oftheprizeUSAUSAUniversityofTexasSouthwesternMedicalCenteratDallas

Dallas,TX,USANationalInstituteofEnvironmentalHealthSciences

ResearchTrianglePark,NC,USAb.1941b.1925

d.1998"fortheirdiscoveryofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells"1994NobelPrize現(xiàn)在是10頁\一共有22頁\編輯于星期四G蛋白耦聯(lián)受體

(Gprotein-linkedreceptor)

受體蛋白質(zhì)是能與化學信號分子進行特異結(jié)合的獨立的蛋白質(zhì)分子，包括α和β腎上腺素能受體,Ach受體,多數(shù)肽類激素,5-羥色氨受體,嗅覺受體,視紫紅質(zhì)受體等?，F(xiàn)在是11頁\一共有22頁\編輯于星期四現(xiàn)在是12頁\一共有22頁\編輯于星期四G-蛋白

G-蛋白是鳥苷酸結(jié)合蛋白（guaninenucleotide-bindingprotein）的簡稱。有興奮（Gs、Go）型和抑制（Gi）型兩種，可分別引起效應(yīng)器酶的激活和抑制而導致細胞內(nèi)第二信使物質(zhì)增加或減少?，F(xiàn)在是13頁\一共有22頁\編輯于星期四G-蛋白通常由α、β、γ3個亞基組成，未激活時，與一個分子的GDP結(jié)合。受體與配體結(jié)合后構(gòu)型變化，激活膜內(nèi)側(cè)G蛋白，當它被激活時便與GDP分離，而與一個分子的GTP（三磷酸鳥苷）結(jié)合為α-GTP，這α亞基與其它兩個亞基（β-γ）分離，分別對膜中的效應(yīng)器酶起作用現(xiàn)在是14頁\一共有22頁\編輯于星期四G蛋白效應(yīng)器

1．能催化第二信使生成的酶（位于細胞膜上）腺苷酸環(huán)化酶（adenylatecyclase,AC）、磷脂酶C（phospholipaseC,PLC）；磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)磷脂酶A2（phospholipaseA2）

它們都是催化生成或分解第二信的酶。

2．離子通道G蛋白也可直接或間接（通過第二信使）調(diào)控離子通道的活動現(xiàn)在是15頁\一共有22頁\編輯于星期四第二信使

腺苷酸環(huán)化酶能催化ATP生成cAMP，cAMP可把激素的信號帶入細胞漿，進而導致細胞生理功能的改變。作用于細胞膜的信號(如腎上腺素)叫第一信使(firstmessenger)；

由細胞外信號分子作用于細胞膜而產(chǎn)生的細胞內(nèi)信號分子(如cAMP)叫第二信使。第二信使物質(zhì)有：環(huán)一磷酸腺苷(cAMP)三磷酸肌醇(inositoltriphosphate,IP3)二酰甘油(diacylglycerol,DG)環(huán)一磷酸鳥苷(cyclicguanosinemonophosphoatecGMP)和Ca2+；第二信使的功能是調(diào)節(jié)各種蛋白激酶和離子通道?，F(xiàn)在是16頁\一共有22頁\編輯于星期四現(xiàn)在是17頁\一共有22頁\編輯于星期四G-proteinsanddisease

改變G蛋白的功能霍亂百日咳改變細胞中G蛋白的數(shù)目糖尿病和酒精中毒

G蛋白表達的減低可導致動物發(fā)育改變和代謝干擾

某些人類腫瘤疾病表現(xiàn)G蛋白變異或過于活躍。現(xiàn)在是18頁\一共有22頁\編輯于星期四Skincellsandbonecellsareaffectedinthis4-year-oldgirlwithMcCuneAlbrightsyndrome.Shewearsabodycastbecauseofbonefractures,andyoucanseethemosaicpatternofdarkenedskin.

McCuneAlbrightsyndromeisanunusualtypeofdiseasewithvariedsymptoms.Inthisdisease,amutationoccurssometimeafterconception,affectingonlysomeofthebody'scells.Thenumberandtypeofsymptomsdependonwhichcells—andthuswhichorgans—areaffected.

ScientistshavefoundthatthemutationaffectsthegenethatcodesforhesameG-proteininvolvedincholera.ThisG-proteingetsstuckinthe"on"position.Inskincells,thiscausesdarkerthannormalpigment.Ifthemutationaffectsbonecells,itcausesweaknessandfractures.Inhormone-producingcells,themutationcausesthereleaseofexcesshormones現(xiàn)在是19頁\一共有22頁\編輯于星期四1.2.3酶耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導

現(xiàn)在是20頁\一共有22頁\編輯于星期四具有酪氨酸激酶的受體

tyrosinekinasereceptor該受體簡單