2022年医学专题—第二章细胞的基本功能13(1).ppt

第二节第二节 细胞细胞(xbo)(xbo)的信号转导的信号转导 信号转导信号转导（signal transductionsignal transduction）细细 胞胞 的的 基基 本本 功功 能能第一页，共一百零四页。靶细胞靶细胞感受器细胞感受器细胞(xbo)化学化学(huxu)(huxu)信号信号激素激素(j s)或其他体或其他体液性调节因子液性调节因子 (远距离调节远距离调节)递质或调质递质或调质（近距离调节）（近距离调节）细胞因子细胞因子（中距离调节）（中距离调节）其他性质的刺激其他性质的刺激其他性质的刺激其他性质的刺激 机械的、电的、机械的、电的、一定波长的电磁波一定波长的电磁波 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 的的 概概 念念第二页，共一百零四页。跨膜信号转导的途径分为跨膜信号转导的途径分为3 3类：类：根据细胞膜上感受信号物质的蛋白质分根据细胞膜上感受信号物质的蛋白质分子结构子结构(fn z ji(fn z ji u)u)和功能的不同：和功能的不同：1 1、离子通道受体离子通道受体介导的信号转导介导的信号转导 2 2、G-G-蛋白耦联受体蛋白耦联受体介导的信号转导介导的信号转导 3 3、酶耦联受体酶耦联受体介导的信号转导介导的信号转导细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第三页，共一百零四页。一、离子通道受体介导的信号转导一、离子通道受体介导的信号转导 根据根据 通道蛋白质通道蛋白质 感受感受(gnshu)(gnshu)外来刺激信号外来刺激信号的不同，可将之分为：的不同，可将之分为：化学门控通道化学门控通道 电压门控通道电压门控通道 机械门控通道机械门控通道 细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第四页，共一百零四页。1 1化学门控通道：由某些化学门控通道：由某些化学物质化学物质控制其控制其 开或关的通道。开或关的通道。具有具有(jyu)(jyu)结构上的结构上的相似性相似性。如：如：N N2 2型型AchAch受体阳离子通道受体阳离子通道 细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第五页，共一百零四页。分分 布布 效效 应应 骨骼肌细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞(xbo)(xbo)终板膜终板膜终板膜终板膜(N(N2 2受体受体)神经细胞神经细胞神经细胞神经细胞(shn jn x bo)(shn jn x bo)的突触后膜的突触后膜的突触后膜的突触后膜(N(N1 1受体受体受体受体)某些嗅、味觉感受某些嗅、味觉感受某些嗅、味觉感受某些嗅、味觉感受(gnshu)(gnshu)细胞的膜中细胞的膜中细胞的膜中细胞的膜中终板电位终板电位终板电位终板电位突触后电位突触后电位突触后电位突触后电位感受器电位感受器电位感受器电位感受器电位细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能(只能引起局部反应只能引起局部反应)第六页，共一百零四页。研研 究究 细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能始于：始于：始于：始于：运动神经运动神经运动神经运动神经(yndng shnjng)(yndng shnjng)乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱骨骼肌兴奋骨骼肌兴奋(xngfn)(xngfn)（神经（神经（神经（神经(shnjng)(shnjng)(shnjng)(shnjng)冲动）冲动）冲动）冲动）（终板膜）（终板膜）（终板膜）（终板膜）终板电位终板电位终板电位终板电位（AChAChAChACh）分子结构分子结构分子结构分子结构化学本质化学本质化学本质化学本质N-型乙酰胆碱门控通道蛋白质型乙酰胆碱门控通道蛋白质（化学门控通道）（化学门控通道）（化学门控通道）（化学门控通道）分子量为分子量为分子量为分子量为290KD290KD290KD290KD的五聚体蛋白质的五聚体蛋白质的五聚体蛋白质的五聚体蛋白质(2 2 2 2)在膜中形成梅花状通道样结构在膜中形成梅花状通道样结构在膜中形成梅花状通道样结构在膜中形成梅花状通道样结构 两个两个两个两个 -亚单位可与两分子亚单位可与两分子亚单位可与两分子亚单位可与两分子ACh ACh 特异性特异性特异性特异性结合结合结合结合 通道蛋白质通道蛋白质通道蛋白质通道蛋白质N-N-受体受体受体受体烟碱烟碱烟碱烟碱第七页，共一百零四页。由由4 4种不同的亚单位组成的种不同的亚单位组成的5 5聚体蛋白质，聚体蛋白质，形成一种结构形成一种结构(jigu)(jigu)为为2 2的梅花状通道的梅花状通道样结构；样结构；每个亚单位的肽链都要反复贯穿膜每个亚单位的肽链都要反复贯穿膜4 4次；次；在在5 5个亚单位中，个亚单位中，AchAch的结合位点在的结合位点在亚单亚单位上，结合后可引起通道结构的开放位上，结合后可引起通道结构的开放,然后靠然后靠相应离子的易化扩散而完成跨膜信号转导。相应离子的易化扩散而完成跨膜信号转导。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第八页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第九页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能AChACh第十页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第十一页，共一百零四页。化学性胞外信号化学性胞外信号(xnho)(Ach)(Ach)Ach+Ach+化学化学(huxu)门控门控通道通道终板膜上离子通道开放终板膜上离子通道开放(kifng)NaNa+内流内流终板膜电位终板膜电位骨骼肌收缩骨骼肌收缩细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能信息传递过程信息传递过程（以运动终板为例）（以运动终板为例）（以运动终板为例）（以运动终板为例）（电位变化）（电位变化）第十二页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能兼有两方面兼有两方面(fngmin)(fngmin)(fngmin)(fngmin)作用：作用：1 1、化学化学化学化学(huxu)(huxu)(huxu)(huxu)门控通道门控通道门控通道门控通道 与与与与AChAChAChACh结合后通道开放结合后通道开放结合后通道开放结合后通道开放2 2 2 2、受体蛋白质受体蛋白质受体蛋白质受体蛋白质 兼有受体样功能兼有受体样功能兼有受体样功能兼有受体样功能(gngnng)(gngnng)(gngnng)(gngnng)化学门控通道的特点化学门控通道的特点 既是通道同时又有受体功能既是通道同时又有受体功能既是通道同时又有受体功能既是通道同时又有受体功能 被激活时直接引起跨膜离子流动被激活时直接引起跨膜离子流动被激活时直接引起跨膜离子流动被激活时直接引起跨膜离子流动通道型受体通道型受体通道型受体通道型受体促离子型受体促离子型受体促离子型受体促离子型受体配体门控通道配体门控通道配体门控通道配体门控通道 （能与受体特异性结合的化学信号）（能与受体特异性结合的化学信号）（能与受体特异性结合的化学信号）（能与受体特异性结合的化学信号）第十三页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能2 2、电压、电压(diny)(diny)(diny)(diny)门控通道门控通道 分分 布布 效效 应应 神经细胞神经细胞(shn jn x bo)(shn jn x bo)(shn jn x bo)(shn jn x bo)、骨骼、骨骼肌细胞、肌细胞、心肌细胞的表面膜中心肌细胞的表面膜中 细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)兴奋兴奋兴奋兴奋（产生和传导动作电位）（产生和传导动作电位）（产生和传导动作电位）（产生和传导动作电位）特特 点点 蛋白质结构与化学门控通道相似，蛋白质结构与化学门控通道相似，蛋白质结构与化学门控通道相似，蛋白质结构与化学门控通道相似，但存在对跨膜电位敏感的亚单位，但存在对跨膜电位敏感的亚单位，但存在对跨膜电位敏感的亚单位，但存在对跨膜电位敏感的亚单位，使其开放与关闭受电位控制。使其开放与关闭受电位控制。使其开放与关闭受电位控制。使其开放与关闭受电位控制。第十四页，共一百零四页。心肌细胞心肌细胞T T管膜上的管膜上的L L型钙通道：型钙通道：T T管膜的去极化管膜的去极化L型钙通道激活型钙通道激活钙离子内流钙离子内流内流钙离子作为第二信使激活肌质网的内流钙离子作为第二信使激活肌质网的钙释放通道钙释放通道胞质钙离子浓度升高胞质钙离子浓度升高(shn(shn o)o)肌细胞收缩肌细胞收缩细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第十五页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能3 3、机械、机械(jxi)(jxi)(jxi)(jxi)门控通道门控通道(mechanically-gated channel)(mechanically-gated channel)分分 布布 效效 应应 特特 点点 内耳内耳(ni r)(ni r)毛细毛细胞胞感受器电位感受器电位(din(din wi)wi)存在于一些特殊细胞的膜存在于一些特殊细胞的膜上，能感受机械性刺激并上，能感受机械性刺激并改变细胞的功能活动改变细胞的功能活动第十六页，共一百零四页。对血管对血管(xugun)(xugun)壁的牵张刺激壁的牵张刺激-机械门控通道开放机械门控通道开放-Ca+Ca+内流内流-血管收缩血管收缩第十七页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能通道通道(tngdo)(tngdo)蛋白质完成的蛋白质完成的 跨膜信号转导的特点跨膜信号转导的特点转导转导(zhun do)速度较快速度较快对外来信号起反应的位点较局限对外来信号起反应的位点较局限(jxin)（与通道蛋白质分布有关）（与通道蛋白质分布有关）较为少见较为少见第十八页，共一百零四页。二、二、G-蛋白蛋白(dnbi)耦联受体介导的信号耦联受体介导的信号转导转导细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第十九页，共一百零四页。(一一)主要的信号蛋白主要的信号蛋白G G蛋白耦联受体蛋白耦联受体(G protein-linkreceptor):(G protein-linkreceptor):胞胞外侧和跨膜螺旋内部有配体的结合部位，外侧和跨膜螺旋内部有配体的结合部位，膜内胞质侧有结合膜内胞质侧有结合G G蛋白的部位。蛋白的部位。促代谢型受体：促代谢型受体：肾上腺素能肾上腺素能和和受体受体 Ach Ach受体受体 5 5羟色胺受体羟色胺受体 嗅觉嗅觉(xiju)(xiju)受体受体 视紫红质以及多肽类视紫红质以及多肽类受体受体细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第二十页，共一百零四页。G G蛋白耦联受体蛋白耦联受体：10001000种左右种左右每种受体都是由一条每种受体都是由一条(y tio)(y tio)7 7次穿膜的肽链构成次穿膜的肽链构成,故也称为故也称为7 7次跨膜受体次跨膜受体蛋白耦联受体与配体结合后，通过构象变化结蛋白耦联受体与配体结合后，通过构象变化结合并合并激活激活G G蛋白蛋白.细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能 作作 用用 第二十一页，共一百零四页。细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 信信 号号 转转 导导 功功 能能第二十二页，共一百零四页。受体空间结构受体空间结构第二十三页，共一百零四页。2 2G G蛋白蛋白(dnbi)(dnbi)：鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白（guanine nucleotide-binding guanine nucleotide-binding proteinprotein），），简称简称G-G-蛋白，通常是指由蛋白，通常是指由、三个亚单位形成的异源三聚体三个亚单位形成的异源三聚体G G蛋白。蛋白。此外此外,还