医学课件生理学-细胞的基本功能 (2).ppt

目 录,二、信号转导功能,一、物质跨膜转运功能,三、生物电现象,四、肌细胞的收缩,第二节 细胞的信号转导,第二节 细胞的信号转导,信号转导 体内不同种类的细胞受到多种多样的刺激时，能产生相应的反应。 如 腺体分泌 肌肉收缩,跨膜信号转导：,刺激信号作用于细胞时，不进入细胞、也不直接影响细胞内的过程，而是作用于细胞（核）膜的特殊蛋白质分子（受体），将外界环境变化信息以新的信号形式传到细胞内，再引发一系列反应，调控细胞功能活动。,根据受体的类型和功能特性，跨膜信号转导分为：,跨膜信号转导的基本要素：,肌肉收缩 腺体分泌 基因表达,细胞外刺激信号,1. 体外刺激信号 物理性：光、声、电、温度 化学性：空气、环境中的各种化学物质 2. 体内刺激信号 激素、 神经递质、 细胞因子、 生长因子、 气体分子（NO、CO、H2S）等,受体的特征 （1）特异性 （2）饱和性 （3）高亲和力,第二信使 指第一信使（激素、递质、细胞因子等）作用于细胞膜以后产生的细胞内信号分子。,环-磷酸腺苷（cAMP） 环-磷酸鸟苷（cGMP） 三磷酸肌醇（IP3） 二酰甘油（DG） Ca2+,第二信使的发现,此学说来源于60年代研究肾上腺素对肝细胞糖代谢的实验。 A实验：肾上腺素 肝糖原磷酸化酶活性 肝糖原分解 B实验：肾上腺素 糖原磷酸化酶活性 C实验：在B实验再加入肝细胞匀浆，糖原磷酸化酸被激活； D实验：肾上腺素 细胞膜 cAMP； E实验：cAMP单独 糖原磷酸化酶活性,1971年，Sutherland 因发现cGMP,而获得 诺贝尔生理学与医学奖,离子通道型受体介导的信号转导,通道耦联受体的结构特性： 既是受体，又是通道 能与特异性配体结合 同时介导离子的流动 如 神经兴奋-肌肉收缩 ACh受体（N）,Na+,离子通道类型： 化学 电压 机械,G蛋白耦联受体介导的信号转导,最大的膜表面受体家族，已有300多种被克隆 如 肾上腺素能、受体 5-HT受体 促甲状腺激素释放激素受体 G蛋白的结合部位在胞浆侧 作用：与配体结合后激活G蛋白,G蛋白的结构,由、三个亚单位组成 催化作用，有鸟苷酸结合位点和GTP酶活性,G蛋白的激活过程,G蛋白效应器 作用： 生成第二信使 分类： 膜上的酶： 腺苷酸环化酶（AC） 磷脂酶C（PLC） 磷酸酶A2 （PLA2 ） 磷酸二酯酶（PDE） 调控离子通道：直接/间接（通过第二信使）,蛋白激酶： 能催化蛋白质磷酸化的酶系统， 与磷酸酶作用相反,丝/苏氨酸蛋白激酶（占绝大多数） 酪氨酸蛋白激酶（少数） 依赖cAMP的蛋白激酶又称蛋白激酶A（PKA） 依赖Ca2+的蛋白激酶又称蛋白激酶C （PKC）,蛋白质磷酸化的作用： 使酶活性改变代谢改变 通道开放膜电位改变兴奋性改变 收缩蛋白收缩或舒张 转录因子活性改变,受体-G蛋白-AC途径,GsAC GiAC,受体-G蛋白-PLC途径,pH值 Ca2+稳态,酶联型受体介导的信号转导,酪氨酸激酶受体 鸟苷酸环化酶受体,酪氨酸激酶受体，受体本身具有酶活性 生长因子与酪氨酸激酶受体结合受体自身的酪氨酸残基磷酸化激活Ras-丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）信号通路蛋白激酶及核转录因子影响细胞生长、增殖 如 生长激素 白细胞介素 促红细胞生成素,酪氨酸激酶受体介导的信号转导,特征： 简单快捷，不需要G蛋白和第二信使参与 受体的配体是生长因子和细胞因子 产生的生物效应主要是基因转录调节,鸟苷酸环化酶受体,Viagra的作用,MAPK信号通路,核受体：存在胞浆或核内,分类： 类固醇激素受体 甲状腺激素受体家族 维生素D受体家族 维甲酸受体家族 状态： 活化状态 非活化状态,信号网络-交互对话 各条信号转导途径相互之间存在复杂联系 如 胞浆cAMP和Ca2可相互影响： Ca2+浓度可调节AC活性， cAMP-PKA又可使Ca2+通道和Ca2+泵磷酸化,