醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：03-細(xì)胞膜與物質(zhì)運(yùn)輸

細(xì)胞膜與物質(zhì)運(yùn)輸（68）

主動(dòng)運(yùn)輸類型ATP驅(qū)動(dòng)泵離子電化學(xué)梯度提供能量的協(xié)同運(yùn)輸光驅(qū)動(dòng)泵（見細(xì)菌）[特點(diǎn)]

1、需“載體蛋白”

（均為跨膜蛋白），具

有與離子或分子的

結(jié)合位點(diǎn)，在膜的胞質(zhì)側(cè)有1個(gè)或多個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)。

2、分解ATP（具ATP酶活性），造成載體構(gòu)象變化，從而與離子或分子親和力改變。完成物質(zhì)運(yùn)輸。四、ATP驅(qū)動(dòng)泵[舉例]

Na+-K+泵，Ca2＋泵，H＋泵、

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體等1.P-型離子泵

都有2個(gè)獨(dú)立的α亞基，絕大多數(shù)還具有2個(gè)β亞基。α亞基具功能活性，β亞基起調(diào)節(jié)作用。此類型的泵在工作中形成磷酸化（phosphorylation）的中間體，因此稱為P-型離子泵。常見：動(dòng)物細(xì)胞的Na+-K+泵、Ca2+泵；哺乳類胃腺分泌細(xì)胞上的H+-K+泵①.Na+-K+泵的結(jié)構(gòu)K+結(jié)合位點(diǎn)（烏本苷）Na+結(jié)合位點(diǎn)寡糖鏈鈉鉀泵的工作過程N(yùn)a+-K+泵作用過程N(yùn)a+—K+泵工作的生理意義Na+—K+泵普遍存在于動(dòng)物細(xì)胞膜上。大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞要消耗1/3的ATP來維持Na+—K+泵的工作。其生理意義在于：

A.調(diào)節(jié)滲透壓，維持恒定的細(xì)胞體積；

B.產(chǎn)生和維持膜電位；

C.為某些物質(zhì)的吸收提供驅(qū)動(dòng)力；

D.為蛋白質(zhì)的合成和代謝提供必要的離子濃度。

Ca2+

泵主要存在于所有真核細(xì)胞的細(xì)胞膜和某些細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體）膜上，它將Ca2+

輸出細(xì)胞或泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲(chǔ)存起來，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的游離Ca2+

（一般胞外是胞內(nèi)的濃度的10000）；Ca2+

泵在肌質(zhì)網(wǎng)上，抽入并儲(chǔ)存Ca2+

，對調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的收縮與舒張至關(guān)重要。

②.Ca2+泵

作用機(jī)理示意圖

Ca2+

泵（Ca2+pump）又稱Ca2+

—ATP酶，有約10個(gè)跨膜α螺旋，細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)節(jié)蛋白與之結(jié)合以調(diào)節(jié)Ca2+

泵的活性，每消耗一個(gè)ATP分子轉(zhuǎn)運(yùn)出2個(gè)Ca2+

。Ca2+

高親和位點(diǎn)Ca2+

低親和位點(diǎn)2.V-型質(zhì)子泵

一些特化細(xì)胞質(zhì)膜上的H+泵。如：破骨細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞。，利用水解ATP,將H+泵出細(xì)胞或抽入細(xì)胞器內(nèi)。由于它大量存在真核細(xì)胞的酸性膜泡（vacuole）上，故稱為V-型質(zhì)子泵。（第一個(gè)字母）如：內(nèi)體、溶酶體的膜3.F-型質(zhì)子泵順化學(xué)梯度運(yùn)輸H+,并利用其順化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)，使釋放的能量將ADP磷酸化為ATP。故其稱為H+-ATP合成酶更貼切。如線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶。4.ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體——運(yùn)輸小分子是一類轉(zhuǎn)運(yùn)小分子物質(zhì)的ATP泵，對轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)具有高度特異性，不形成磷酸化中間體。哺乳動(dòng)物中，腎、肝和小腸細(xì)胞等的細(xì)胞膜含有豐富的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體。結(jié)構(gòu)：4個(gè)亞基構(gòu)成。

2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域

2個(gè)胞質(zhì)側(cè)的ATP結(jié)合域作用方式：利用ATP水解釋放的能量將小分子泵出細(xì)胞或泵入細(xì)胞器。如：多藥抗性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MDR）幾種類型的ATP驅(qū)動(dòng)泵P-型泵F-型和V-型泵ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體[特點(diǎn)]1、需“載體蛋白”（同向運(yùn)輸載體），不直接利用

ATP，利用Na+

（動(dòng)物細(xì)胞）或H+（植物和細(xì)菌）跨膜梯度驅(qū)動(dòng)。

2、動(dòng)物細(xì)胞需Na+泵消耗ATP轉(zhuǎn)運(yùn)Na+，造成膜內(nèi)外

Na+濃度差。驅(qū)動(dòng)營養(yǎng)物的逆濃度梯度運(yùn)輸。五、協(xié)同運(yùn)輸（cotransport）[舉例]

小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖和氨基酸等。同向運(yùn)輸載體利用Na+跨膜梯度驅(qū)動(dòng)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)舉例：小腸上皮對葡萄糖的吸收Na+-G同向轉(zhuǎn)運(yùn)載體G-轉(zhuǎn)運(yùn)載體小腸腔中的G小腸上皮細(xì)胞毛細(xì)血管或細(xì)胞間隙根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸方向，協(xié)同運(yùn)輸又分為：同向運(yùn)輸（symport）和反向運(yùn)輸（antiport）。（1）同向運(yùn)輸（symport）：物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相同。小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機(jī)物。（2）反向運(yùn)輸（antiport）：物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方向與離子轉(zhuǎn)移的方向相反。腎小管上皮細(xì)胞中的Na+-K+交換和Na+-H+交換。Summarysimplediffusionionchanneldiffusionfacilitateddiffusionionpumpcotransport●Passivetransport●Activetransport1.穿膜運(yùn)輸方式離子通道典型位置功能K+通道大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞膜維持膜靜息電位電壓門控Na+通道神經(jīng)細(xì)胞軸突質(zhì)膜產(chǎn)生動(dòng)作電位電壓門控K+通道神經(jīng)細(xì)胞軸突質(zhì)膜在一個(gè)動(dòng)作電位之后恢復(fù)靜息電位電壓門控Ca2+通道神經(jīng)終末質(zhì)膜激發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放乙酰膽堿受體通道肌細(xì)胞（在神經(jīng)肌肉接頭處）質(zhì)膜興奮性突觸信號(hào)GABA(γ-氨基丁酸)受體（GABA門控Cl-通道）多數(shù)神經(jīng)元（突觸）質(zhì)膜抑制性突觸信號(hào)壓力激活的陰離子通道內(nèi)耳聽覺毛細(xì)胞感覺聲波震動(dòng)2.參與穿膜運(yùn)輸?shù)碾x子通道3.參與穿膜運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白載體蛋白位置能量來源功能葡萄糖載體蛋白大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜無被動(dòng)輸入葡萄糖Na+驅(qū)動(dòng)的葡萄糖泵腎與腸上皮細(xì)胞頂部質(zhì)膜Na+梯度主動(dòng)輸入葡萄糖Na+-H+交換器動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜Na+梯度主動(dòng)輸出H+離子，調(diào)節(jié)pHNa+-K+泵（Na+-K+-ATP酶）大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜水解ATP主動(dòng)輸出Na+,輸入K+Ca2+泵（Ca2+-ATP酶）真核細(xì)胞質(zhì)膜水解ATP主動(dòng)運(yùn)輸Ca2+H+泵動(dòng)物細(xì)胞溶酶體膜水解ATP從細(xì)胞質(zhì)中主動(dòng)輸入H+ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體哺乳動(dòng)物腎、肝、小腸等細(xì)胞膜水解ATP將小分子從細(xì)胞內(nèi)輸出到胞外單運(yùn)輸共運(yùn)輸對運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸4.載體蛋白參與物質(zhì)運(yùn)輸形式Coupledtransport

大分子（蛋白質(zhì)、核酸、多糖）顆粒運(yùn)輸方式；第二節(jié)膜泡運(yùn)輸

transportbyvesicleformation

伴隨膜本身結(jié)構(gòu)的融合、重組和移位；

耗能膜泡運(yùn)輸?shù)膬煞N方式一、胞吞作用（endocytosis）二、胞吐作用（exocytosis）吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用（一）吞噬作用（phagocytosis）[特點(diǎn)]（1）吞入物：吞入較大固體顆?；蚍肿訌?fù)合物如細(xì)菌、無機(jī)塵粒和細(xì)胞碎片（2）步驟：物質(zhì)附著－膜凹陷－膜分離－膜融合（3）結(jié)果：形成“吞噬體”或“吞噬泡”[舉例]

（1）原生動(dòng)物獲取營養(yǎng)的方式（2）巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和中性粒白細(xì)胞防御微生物侵入，清除衰老和死亡的細(xì)胞吞噬作用示意圖變形蟲伸出偽足正在吞噬細(xì)菌巨噬細(xì)胞正在接近并吞噬細(xì)菌巨噬細(xì)胞正在吞噬紅細(xì)胞（二）胞飲作用（pinocytosis）[特點(diǎn)]

（1）吞入物：大分子液體溶質(zhì)或極微小顆粒；（2）步驟：液體吸附－膜凹陷－膜分離－膜融合；（3）結(jié)果：形成“胞飲體”或“胞飲小泡”[舉例]

主要存在于變形蟲、小腸上皮細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞等胞飲作用電鏡照片阿米巴體內(nèi)胞飲作用渠道阿米巴體內(nèi)胞飲小泡

胞飲作用與吞噬作用主要有三點(diǎn)區(qū)別

特征內(nèi)吞泡大小轉(zhuǎn)運(yùn)方式內(nèi)吞泡形成機(jī)制

胞飲作用小于150nm連續(xù)發(fā)生吞噬作用大于250nm需受體介導(dǎo)的需要微絲及結(jié)合蛋信號(hào)觸發(fā)過程白的參與

吞噬泡的形成則需要有微絲及其結(jié)合蛋白的幫助。

晚期內(nèi)體

偽足

細(xì)菌吞噬泡來自高爾基復(fù)合體帶有水解酶的初級(jí)溶酶體成熟溶酶體（細(xì)菌被酸性水解酶降解）細(xì)胞質(zhì)膜（三）受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用（receptormediatedendocytosis）

是通過網(wǎng)格蛋白有被小泡（clathrincoatedvesicle）介導(dǎo)配體與細(xì)胞之間的選擇性運(yùn)輸，其中接合素蛋白或銜接蛋白（adaptin）負(fù)責(zé)受體介導(dǎo)的胞飲作用。受體介導(dǎo)的內(nèi)吞過程的電鏡照片衣被小窩和衣被小泡的形成過程模式圖衣被形成的關(guān)鍵蛋白：◎三腿蛋白復(fù)合體：牽引細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷?！蜚暯拥鞍祝ńY(jié)合素蛋白）：決定特異性（識(shí)別受體胞質(zhì)側(cè)結(jié)構(gòu)域，連接膜與網(wǎng)格蛋白）三腿蛋白復(fù)合體衣被的結(jié)構(gòu)單位籃網(wǎng)狀小泡衣被衣被的電鏡照片（36個(gè)三腿復(fù)合蛋白形成五邊形或六邊形）重鏈輕鏈[特點(diǎn)]（1）有受體參與，特異性很強(qiáng)

（2）選擇濃縮機(jī)制，速度快（3）過程：配體受體識(shí)別→質(zhì)膜凹陷→“有被小窩”→有被小泡→進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)→無被小泡→與膜內(nèi)體結(jié)合→

多種形式完成生理過程。[舉例]

鐵的吸收，膽固醇的吸收等受體介導(dǎo)的胞吞作用作用特點(diǎn)：受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用途徑（1）途徑1——配受體分離、受體返回（2）途徑2——受體與配體保持結(jié)合，再循環(huán)（配體將攜帶的某種分子釋放在細(xì)胞中）（3）途徑3——受體與配體都被水解（4）途徑4——受體與配體保持結(jié)合，一起轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的另一側(cè)（1）途徑1——配受體分離，受體返回

例如：膽固醇的吸收

膽固醇載脂蛋白B載脂蛋白B膽固醇復(fù)合體---低密度脂蛋白（LDL）顆粒LDL受體介導(dǎo)的內(nèi)吞過程有被小窩（泡）脫衣被無被小泡與膜內(nèi)體融合H＋離子泵入，pH下降至5～6，受體與LDL解離H＋H+LDL轉(zhuǎn)運(yùn)入溶酶體溶酶體水解酶游離膽固醇受體泡受體再循環(huán)受體匯集LDL受體LDL顆粒細(xì)胞膜（2）途徑2——受體與配體保持結(jié)合，再循環(huán)

（配體將攜帶的某種分子釋放在細(xì)胞中）

例如：鐵的吸收（3）途徑3——受體與配體都被水解

許多調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的信號(hào)物質(zhì)屬于這種情況。如：表皮生長因子（EGF）過程：EGF+受體脫衣被配受體分離（但受體不回收）配受體同時(shí)進(jìn)入溶酶體降解此過程又稱為受體減量調(diào)節(jié)?？山档图?xì)胞對EGF的敏感性。膜內(nèi)陷、有被小窩形成（4）途徑4——受體與配體保持結(jié)合，一起

轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的另一側(cè)

又稱為穿胞吞吐作用。如：新生小鼠可通過此方式從母乳中獲得抗體。受體介導(dǎo)的胞吐作用途徑示意圖二、胞吐作用（外排作用exocytosis）[特點(diǎn)]膜融合；小泡運(yùn)輸；耗能。

[舉例]蛋白質(zhì)如胰島素；小分子如組胺。胞吐途徑：組成型途徑和調(diào)節(jié)型調(diào)節(jié)1、結(jié)構(gòu)性分泌途徑：

從高爾基體分泌的囊泡向質(zhì)膜流動(dòng)并與質(zhì)膜融合的過程，通過這種途徑，新合成的囊泡膜的蛋白和脂類不斷地供應(yīng)質(zhì)膜的更新，確保細(xì)胞分裂前質(zhì)膜的生長；囊泡內(nèi)可溶性蛋白分泌到細(xì)胞外，有的成為質(zhì)膜外周蛋白，有的形成細(xì)胞外基質(zhì)組分，有的作為營養(yǎng)成分或信號(hào)分子擴(kuò)散到胞外液。2、調(diào)節(jié)性分泌途徑：

特化的分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）儲(chǔ)存在分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，分泌泡與質(zhì)膜融合將內(nèi)含物釋放出去的過程。調(diào)節(jié)分泌途徑：激素、消化酶、神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)分泌途徑：膜蛋白、膜脂、細(xì)胞外基質(zhì)信號(hào)分子：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等細(xì)胞外細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)新合成的結(jié)構(gòu)性胞吞的可溶性蛋白新合成的構(gòu)建質(zhì)膜的脂類分子非調(diào)控性膜融合新合成的膜蛋白反面高爾基網(wǎng)胞內(nèi)信號(hào)通路儲(chǔ)存分泌蛋白的分泌泡調(diào)控性膜融合高爾基復(fù)合體物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜穿膜運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞作用胞吐作用簡單擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散易化擴(kuò)散

離子泵伴隨運(yùn)輸吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的胞吞結(jié)構(gòu)性分泌調(diào)節(jié)性分泌第三節(jié)

膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)異常與疾病

P75一、胱氨酸尿癥

載體蛋白先天缺陷，對4種氨基酸（胱氨酸、賴氨酸、精氨酸、鳥氨酸）重吸收先天障礙。血液中4種氨基酸低于正常值，而尿液中高于正常值。

胱氨酸尿癥最常見的癥狀是腎絞痛,通常發(fā)生在10～30歲間。由于尿路梗阻可引起尿感和腎功能衰竭。二、腎性糖尿病

Na+、糖伴隨運(yùn)輸?shù)妮d體功能下降。一般癥狀：腹瀉，脫水與營養(yǎng)不良三、囊性纖維化（cysticfibrosis,CF）

離子通道異常疾病，是一種遺傳病。在東方人中，CF患者罕見。

患者由于編碼囊性纖維穿膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)子（CFTR）的基因發(fā)生突變使細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外的Cl-

減少，Cl-

和H2O不能進(jìn)入外分泌腺分泌的黏液中去。黏液的水化不足將引起黏度增大，造成大量黏液阻塞全身外分泌腺，引起慢性阻塞性肺疾病和胰腺功能不全。

臨床癥狀：大量黏液和反復(fù)發(fā)作的難治性肺部感染，長期腹瀉、吸收不良，生長發(fā)育遲緩等

四、家族性高膽固醇血癥

（1）LDL受體先天異常（2）有被小窩受體結(jié)合部位缺失遺傳性高膽固醇血癥患者復(fù)習(xí)與思考一、名詞解釋：脂筏雙親媒性分子主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)簡單擴(kuò)散胞吐作用胞吞作用二、簡答題或論述題1、生物膜的基本特征是什么？這些特征與它的生理功能有什么聯(lián)系？2、比較主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。3、受體介導(dǎo)的胞吞作用有幾種方式？其各有什么特點(diǎn)？4、比較結(jié)構(gòu)性分泌和調(diào)節(jié)性分泌的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義。5、列舉1~2例說明物質(zhì)運(yùn)輸異常與哪些疾病有關(guān)。細(xì)胞膜與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)P78

細(xì)胞通信的作用脂類合成酶細(xì)胞膜（運(yùn)輸）微管的組裝與去組裝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（蛋白質(zhì)的合成）磷酸化激酶糖原合成酶激活磷酸化酶（糖原降解）細(xì)胞核（DNA合成；細(xì)胞分化；RNA合成）Contents信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)概念

信號(hào)分子（第一信使、第二信使）

受體（三種類型）膜受體介導(dǎo)的穿膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握：1.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、受體、第一信使、第二信使概念；

2.cAMP信號(hào)途徑熟悉：1.三類受體結(jié)構(gòu)及其與配體結(jié)合特點(diǎn)；

2.磷脂酰肌醇信號(hào)途徑。了解：cGMP、RTK-Ras和JAK-STAT信號(hào)途徑第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)信號(hào)分子及其受體一、信號(hào)分子1、概念

一般指存在于胞外或進(jìn)入細(xì)胞后，與受體分子結(jié)合，引起細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的化學(xué)分子或物理因子。2、信號(hào)分子作用特點(diǎn)：

①特異性：一種信號(hào)作用一種或幾種細(xì)胞②復(fù)雜性：同一信號(hào)對不同細(xì)胞產(chǎn)生不可效應(yīng)如：乙酰膽堿（心肌細(xì)胞舒張，骨骼肌細(xì)胞收縮，分泌細(xì)胞分泌）③時(shí)間效應(yīng)：反應(yīng)快、效應(yīng)短（神經(jīng)遞質(zhì)）；反應(yīng)慢、效應(yīng)久（激素）。3、信號(hào)分子類型◆根據(jù)溶解度①親脂性：甾醇類激素、甲狀腺素②親水性：神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、局部化學(xué)遞質(zhì)、大多數(shù)肽類激素?！舾鶕?jù)產(chǎn)生的時(shí)間順序：第一信使（primarymessenger）：細(xì)胞外信號(hào)分子，與細(xì)胞受體結(jié)合并傳遞信息。第二信使（Secondmessenger）：第一信使與受體作用后在細(xì)胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)分子。包括cAMP、cGMP、三磷酸肌醇

(IP3)、二?；视?DAG)等。1971TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine

第二信使學(xué)說（theoryofsecondmessenger）

"forhisdiscoveriesconcerningthemechanismsoftheactionofhormones"

EarlW.Sutherland,Jr.USA

b.1915

d.1974◆穿膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

信號(hào)分子與胞膜受體相互作用，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換把細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞能“感知”的信號(hào)，誘發(fā)細(xì)胞對外界信號(hào)作出相應(yīng)的反應(yīng)。

細(xì)胞外液胞質(zhì)溶膠信號(hào)通路胞內(nèi)反應(yīng)信號(hào)分子受體二、受體(receptor)概念：是一類能識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體（信號(hào)分子）的大分子。分布：細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞膜受體（一）細(xì)胞膜受體的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)

1、化學(xué)成分：多為糖蛋白（99%—98%）也有糖脂或糖脂蛋白（1%—2%）2、膜受體的分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)域

（親水區(qū)）

細(xì)胞外域（親水區(qū)，有寡糖鏈結(jié)合）

跨膜域（疏水區(qū)，1個(gè)或多個(gè)）跨膜糖蛋白識(shí)別部：“調(diào)節(jié)亞單位”，

識(shí)別信號(hào)并與之結(jié)合轉(zhuǎn)換部：“傳導(dǎo)部”

中轉(zhuǎn)，偶聯(lián)效應(yīng)部：“催化亞單位”

被激活,催化后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)功能3、膜受體的類型（組成多肽鏈的數(shù)目）單體型受體低密度脂蛋白（LDL）受體LDL結(jié)合位點(diǎn)N-連接寡糖鏈O-連接寡糖鏈細(xì)胞膜N-乙酰膽堿受體的化學(xué)組成由多條肽鏈構(gòu)成的受體：復(fù)合型受體（二）細(xì)胞表面受體的類型（據(jù)作用方式的不同）無活性催化結(jié)構(gòu)域活化的催化結(jié)構(gòu)域3、酶聯(lián)受體鳥嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白2、G蛋白偶聯(lián)受體1、離子通道偶聯(lián)受體形成二聚體的信號(hào)分子被激活的酶被激活的G蛋白被激活的酶信號(hào)分子信號(hào)分子信號(hào)分子膜受體及介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑第一信使膜受體信號(hào)轉(zhuǎn)換激活的酶第二信使神經(jīng)遞質(zhì)

配體閘門通道化學(xué)信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)激素等G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶(AC)磷脂酶C（PLC）cAMPIP3,DG，生長因子等酶聯(lián)受體

鳥苷酸環(huán)化酶受體酪氨酸蛋白激酶受體鳥苷酸環(huán)化酶（GC）酪氨酸激酶

cGMP第二節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

一、離子通道偶聯(lián)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑二、G蛋白偶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

1.三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白（G蛋白）

——信號(hào)轉(zhuǎn)換器或分子開關(guān)（一）G蛋白偶聯(lián)的信號(hào)通路膜蛋白成員無活性的G蛋白有活性的G蛋白G蛋白的結(jié)構(gòu)與作用G蛋白的類型

1、刺激型的G蛋白（Gs）

2、抑制性的G蛋白（Gi）

3、Gp蛋白（與磷脂酶C作用）抑制Ac的活性產(chǎn)生cAMP產(chǎn)生DAG和IP3

乙酰膽堿受體激酶磷酸化打開離子通道G蛋白偶聯(lián)受體小G蛋白吉爾曼(

AlfredG.Gilman)

美國

羅德貝爾(MartinRodbell)

美國1994年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)G-蛋白及其在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)中的作用

激素受體（R）的一般結(jié)構(gòu)模式圖，7次穿膜。膜外有信號(hào)分子結(jié)合位點(diǎn)，膜內(nèi)有與G-蛋白相作用的位點(diǎn)信號(hào)分子結(jié)合位點(diǎn)與G-蛋白相作用的位點(diǎn)2.G蛋白偶聯(lián)受體——被G蛋白激活的蛋白質(zhì)。如：Ac

跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP?；钚晕稽c(diǎn)3.G蛋白效應(yīng)器（二）G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)途徑1.cAMP信號(hào)通路2.磷脂酰肌醇信號(hào)通路1.cAMP信號(hào)通路①細(xì)胞膜上的cAMP信號(hào)通路組分G-蛋白靜息和激活狀態(tài)Activemodel分子開關(guān)所有蛋白質(zhì)均結(jié)合在膜上G-蛋白活化后與環(huán)腺苷酸環(huán)化酶（AC）結(jié)合并將其激活，ATPcAMP（第二信使）第二信使AC◎cAMP信號(hào)通路組成②cAMP信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo)過程環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶蛋白激酶A（ProteinKinaseA，PKA）：由兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基組成。cAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離，釋放出催化亞基，激活蛋白激酶A的活性。調(diào)節(jié)亞基無活性的催化亞基cAMP和調(diào)節(jié)亞基復(fù)合物被激活的催化亞基肌肉細(xì)胞中糖原的降解蛋白激酶調(diào)節(jié)糖原的降解無活性的磷酸化酶激酶無活性糖原磷酸化酶糖原被激活的糖原磷酸化酶被激活的磷酸化酶激酶無活性的蛋白激酶A被激活的蛋白激酶A1-磷酸葡萄糖糖酵解受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱為cAMP應(yīng)答元件(cAMPresponseelement,CRE)?？膳ccAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用Fig.cAMP信號(hào)通路對基因轉(zhuǎn)錄的激活信號(hào)分子與受體結(jié)合通過G蛋白活化腺苷酸環(huán)化酶，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度增高激活蛋白激酶A，被活化的蛋白激酶A（催化亞基）轉(zhuǎn)為進(jìn)入細(xì)胞核，使基因調(diào)控蛋白（cAMP應(yīng)答結(jié)合蛋白，CREB）磷酸化，磷酸化的基因調(diào)控蛋白與靶基因調(diào)控序列結(jié)合，增強(qiáng)靶基因的表達(dá)。cAMP的降解環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶G蛋白功能異常：霍亂霍亂的發(fā)生機(jī)制GTP

小結(jié)cAMP信號(hào)通路組成：第一信使

G蛋白偶聯(lián)受體

G蛋白

AC

cAMP（第二信使）→PKA→胞內(nèi)效應(yīng)2.磷脂酰肌醇信號(hào)通路磷脂酰肌醇途徑PLCGqPIP2

磷脂酶C二?；视突鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+磷酸化胞內(nèi)蛋白活化的PKCIP3和DG的作用

依賴于IP3的鈣通道內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔基質(zhì)內(nèi)蛋白磷酸化磷脂酶C信號(hào)（儲(chǔ)存的鈣離子耗盡時(shí)）鈣通道打開

①IP3的作用：②PKC（由DG激活）的生理功能：調(diào)節(jié)代謝活化的PKC引起一系列靶蛋白的絲、蘇氨酸殘基磷酸化。靶蛋白包括：質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶。調(diào)節(jié)基因表達(dá)Ca2+信號(hào)的消除

鈉鈣離子對運(yùn)輸鈣泵內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（鈣泵）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣結(jié)合分子線粒體的鈣運(yùn)輸鈣結(jié)合分子內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體

受體

G蛋白

ACPLCcAMPPKA靶蛋白磷酸化靶基因轉(zhuǎn)錄PIP2IP3DAGCa2+釋放PKC靶蛋白磷酸化G蛋白介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑三、酶聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑（一）cGMP信號(hào)途徑cGMP為廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞中的胞內(nèi)信使。與cAMP的形成相似，它是由GTP水解而形成。但cGMP在細(xì)胞中的含量很低。僅為cAMP的1/100～1/10。

GTPcGMP

cGMP可被細(xì)胞中的磷酸二酯酶水解，所以GC和磷酸二酯酶可雙重調(diào)節(jié)細(xì)胞中cGMP的含量。GCGC的類型：A、結(jié)合型GC

主要存在于細(xì)胞膜上；在核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、線粒體等膜性結(jié)構(gòu)中也有分布。B、可溶性GC（需NO活化）

主要出現(xiàn)在腦、肝、肺等組織中。二者均通過激活PKG（cGMPdependentproteinkinaseG）使相應(yīng)蛋白磷酸化，進(jìn)而引起細(xì)胞效應(yīng)。

兩種類型的Gc結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)合型可溶型NO活化GC，形成cGMP，進(jìn)而激活PKG，使血管平滑肌松弛和血管舒張乙酰膽堿內(nèi)皮細(xì)胞鈣調(diào)蛋白精氨酸瓜氨酸乙酰膽堿內(nèi)皮細(xì)胞鈣調(diào)蛋白精氨酸瓜氨酸可溶性的Gc作用方式：信號(hào)分子——NOGc注：NOS——氧化氮合成脢(NitricOxideSynthase)（二）受體酪氨酸蛋白激酶信號(hào)通路

受體酪氨酸激酶的二聚化和自磷酸化酪氨酸激酶表皮生長因子結(jié)合位點(diǎn)胞外胞內(nèi)胞質(zhì)溶膠中的酪氨酸尾表皮生長因子受體結(jié)構(gòu)被活化的表皮生長因子受體1.受體酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)與功能

酪氨酸蛋白激酶受體（胰島素受體）2.受體酪氨酸激酶（RTK）介導(dǎo)的Ras信號(hào)通路——絲裂原激活蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase，MAPK）信號(hào)途徑相關(guān)因子：●信號(hào)分子：生長因子●Ras蛋白：ras基因產(chǎn)物，190個(gè)氨基酸組成，為1

個(gè)亞單位的GTP結(jié)合蛋白。Ras類似于G

蛋白的а亞基，起分子開關(guān)的作用?！胥暯拥鞍祝壕逽H2、SH3識(shí)別結(jié)構(gòu)域●Ras激活蛋白：只有SH3識(shí)別結(jié)構(gòu)域酪氨酸激酶受體激活Ras途徑示意圖注：SH2、SH3為信號(hào)分子間的識(shí)別結(jié)構(gòu)域。

SH2：介導(dǎo)信號(hào)分子與含磷酸酪氨酸的蛋白分子結(jié)合。

SH3：介導(dǎo)信號(hào)分子與富含脯氨酸的蛋白分子結(jié)合。MAPKKK細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶激活的Ras激活一條磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，調(diào)控基因表達(dá)3、非受體型的酪氨酸激酶介導(dǎo)的

JAK-STAT快速信號(hào)途徑相關(guān)因子：●信號(hào)分子：激素或細(xì)胞因子●STAT：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（signaltransducerandactivatoroftranscription）

直達(dá)式信