《人体解剖生理学》第三章 细胞的基本功能-上海海洋大学-吴文惠教授.ppt

第三章细胞的生物电现象离子通道偶联的受体G-蛋白偶联的受体与酶偶联的受体一、细胞跨膜信号转导的概念信号的类型跨膜信号转导(transmembranetranduction)二、细胞跨膜信号转导的方式三、G蛋白耦联受体介导的信号转导（signaltransductionmediatedbyGprotein-linkedreceptor)1.Gprotein-linkedreceptor2021/10/10星期日2.Gprotein(GTPbindingprotein)G蛋白的种类已多达40余种，大多数存在于细胞膜上，由α、β、γ三个不同亚单位构成，总分子量为100kDa左右。目前研究发现，趋化因子受体家族（chemokinereceptorfamily）以及一些神经递质受体都属于G蛋白偶联的7次跨膜受体的超家族。种类（1）Gs：细胞表面受体与Gs（stimulatingadenylatecyclasegprotein,Gs）偶联激活腺苷酸环化酶，产生cAMP第二信使，继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。（2）Gi：细胞表面受体同Gi（inhibitoryadenylatecyclasegprotein,Gi）偶联则产生与Gs相反的生物学效应。（3）Gt：可以激活cGMP磷酸二酯酶，同视觉有关。（4）Go：可以产生百日咳杆菌毒不导致的一系列效应。（5）Gq：同PLC偶联，在磷脂酰肌醇代谢途径信号传递过程中发挥重要作用。（6）小G蛋白：近年来研究发现小G蛋白，特别是一些原癌基因表达产物具有广泛的调节功能。Ras蛋白主要参与细胞增殖和信号转导；Rho蛋白对细胞骨架网络的构成发挥调节作用；Rab蛋白则参与调控细胞内膜交通（membranetraffic）。此外，Rho和Rab亚家庭可能分别参与淋巴细胞极化（polarization）和抗原的提呈。某些信号蛋白通过SH-3功能区将酪氨酸激酶途径同一些由小G蛋白所控制的途径连接起来，如Rho（与Ras有30%同源性）调节胞浆中微丝上肌动蛋白的聚合或解离，从而影响细胞形态。这一事实解释了某些含有SH-3的蛋白同细胞骨架某些成份相关联或调节它们的功能。关键点：α亚单位具有ATP酶的活性，并有与GTP/GDT结合的位点，是发挥功能的重要部分。α亚单位与GDPorGTP结合而具有失活或激活两种形式，这取决于G蛋白是否与受体结合。α亚单位在信号转导过程中发挥重要的分子开关作用。2021/10/10星期日2021/10/10星期日2021/10/10星期日3.Gprotein效应器分子:腺苷酸环化酶Adenylatecyclase,AC磷脂酶CPhospholipaseC,PLC4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”（doublemessengersystem）磷脂酶APhospholipaseA,PLA鸟苷酸环化酶Guanylatecyclase,GC磷酸二酯酶phosphodiesterase,PDE2021/10/10星期日效应器分子的作用1作用于特定特定的底物产生特殊的分子（二次信使）2产生的特殊分子将细胞膜上的信号传递到胞内3影响各种胞内蛋白激酶的活性4促进或抑制功能蛋白质的磷酸化，实现对细胞功能的调节。4.二次信使secondmessenger环磷酸腺苷(cAMP)环磷酸鸟苷(cGMP)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油(DG)Ca2+2021/10/10星期日5.Proteinkinase6.cAMP-PKApathway7.IP3-Ca2+/DG-PKCpathwayIP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合，开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋白。用Ca2+载体离子霉素（ionomycin）处理细胞会产生类似的结果。2021/10/10星期日四、酶耦联受体介导的信号转导1.酪氨酸激酶受体介导的信号转导GRB2是生长因子受体结合蛋白2Growthfactorreceptor-boundprotein2MAPK为有丝分裂原活化蛋白激酶mitogen-activatedproteinkinase，MAPKSOS能与GRB2结合，本身是一种鸟嘌呤核苷酸交换因子，并能与Ras蛋白结合RasRas·GTP具有活性，Ras·GDP无活性，在通过受体酪氨酸激酶介导的信号转导中发挥中心作用，是一种关键成分Raf丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶（又称MAPKKK）RPTK-Ras信号通路可概括如下：配体→RPTK→adaptor→SOS→Ras→Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→进入细胞核→转录因子→基因表达。受体酪氨酸蛋白激酶(receptorpro