2022年初中历史周年大事年表.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一 细胞细胞是构成人体的基本结构和功能单位；虽然细胞的外形结构和功能活动千差万别,但一些基本功能活动 却具有共同的特点；1. 细胞膜的结构和物质转运功能；细胞膜由脂质双分子层构成基架,具有多种功能的 蛋白质镶嵌其中；通过膜完成的物质交换是有挑选性的,而且不同性质的物质也通过不同的方式转运；物 质转运包括四种方式：单纯扩散,是指小分子脂溶性物质直接通过膜由高浓度向低浓度的跨膜扩散；易化 扩散,是指水溶性物质通过膜上的一些蛋白质（通道蛋白或载体蛋白）实现的跨膜转运,分别称通道扩散或载体转运；主动转运,是指物质逆电- 化学梯度的跨膜

2、转运,通过离子泵同时需要消耗能量才能完成；出胞入胞作用,是指大分子物质或物质团块进出细胞的过程；2. 细胞的信号转导；细胞通过信号转导的过程 实现与外界的信息交换；细胞外的信号形式很多（主要是化学信号即神经递质和激素）,但信号转导途径 却很有限；它们包括：（1）G蛋白耦联受体介导的信号转导,当配体与膜受体结合后,通过激活膜上的 G 蛋白而生成胞内其次信使,最终通过活化蛋白激酶,使底物蛋白质磷酸化而发挥生物效应；（ 2）酶耦联的 受体介导的信号转导,当配体与受体结合后,直接引起位于受体胞内段具有酪氨酸激酶的结构域的激活,最终引起 MAPK的活化,参加基因转录的调控；（3）通道耦联的受体介导的信号

3、转导,一些配体与受体结 合后,直接引起与受体耦联的离子通道的开放,通过转变膜电位而影响细胞的功能活动；（ 4）核受体介导 的信号转导,一些配体可穿膜直接进入细胞,与位于胞浆或胞核的受体结合后形成各种转录因子,参加基 因转录的调控； 3. 细胞的生物电现象；生物电主要包括静息电位和动作电位；静息电位指静息时位于膜两 侧的电位差；其形成是由于静息时 K+在膜内外出现不均衡分布,表现为膜内浓度高于膜外,同时在静息状 态膜主要对 K+具有通透性； K+的跨膜外移形成了跨膜电位,数值上近似于 K+的电 - 化学平稳电位；动作电 位大多是在刺激作用下,细胞产生的一过性、可扩布的电位变化；刺激对细胞的作用是

4、使膜发生去极化,只要去极化达到阈电位,就能产生动作电位；动作电位具有 全或无 的特点,即不产生或产生最大幅度的 动作电位,二者必具其一；如刺激强度较弱,如小于阈强度的刺激作用时,细胞只能产生局部电位；局部 电位的特点为刺激依靠性、总和及电紧急性扩布；动作电位的跨膜电位变化是由于刺激使膜电导转变,而引起一系列离子跨膜移动形成的离子电流的结果；包括两个主要过程,即去极化和复极化过程,前者是指 膜内电位上升的过程,而后者是在去极化后膜内电位降低而逐步复原的过程；在一次兴奋（动作电位）过 程中,细胞的兴奋性即产生动作电位的才能会发生一系列变化,表现为在一段时间内细胞的兴奋性很低,必需经过一段时间才能复

5、原细胞的兴奋性；4. 肌肉的收缩活动；肌细胞由肌原纤维构成,肌原纤维又由粗 细肌丝构成, 它们形成规律有序的排列,肌小节是肌纤维收缩的基本单位；肌肉的收缩是由于兴奋- 收缩耦 联的结果, Ca2+在其中发挥重要作用；肌纤维收缩过程是肌小节内细肌丝向粗肌丝中心的滑行过程,结果 使肌小节乃至整个肌纤维缩短；肌肉的前负荷、后负荷、肌肉收缩才能可影响肌肉在收缩过程形成的张力 及长度的缩短；前负荷通过影响初长度、肌小节长度、粗细肌丝重叠程度,最终打算参加收缩的横桥数目而影响肌肉在收缩过程产生的张力；最适初长度的情形下进行收缩时,肌肉产生的张力最大,初长度小于 或大于此长度,收缩产生的张力都会减小；后负荷

6、主要影响肌肉收缩时的缩短速度,后负荷增加时肌肉缩短速度降低；肌肉收缩才能是指影响肌肉收缩效能的肌肉内部的功能状态,它与前、后负荷无关,而取决 于兴奋 - 收缩耦联过程胞浆内 Ca2+的浓度及 ATP酶的活性；二膜物质转运在进行正常新陈代谢的条件下,细胞与外环境的物质交换是特别活跃的；它包括不断地摄取养分物质和及 时排出代谢产物的过程；而细胞膜是进行这种交换的惟一途径；细胞内外的物质交换是有挑选性的,而且 不同性质的物质需要通过不同的方式进行交换；依照膜的组成来看,好像只有脂溶性物质才能通过膜实现 交换；然而事实并非如此,水溶性物质仍旧可以进出细胞,只是它们不能随便通过,需要借助膜上的特殊蛋白质

7、实现交换；即膜上的脂质双分子层阻挡了大多数物质的随便进出,而膜蛋白又供应了对需要通过膜 的物质的挑选通透性；这样既维护了细胞内稳固的环境,又满意了新陈代谢的需要；物质的跨膜转运通常以以下四种方式进行；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（一）单纯扩散单纯扩散 simple diffusion 指小分子的脂溶性物质单纯依靠浓度差,而不需要膜蛋白的帮忙进行的跨膜扩散；对脂溶性物质的跨膜扩散来说,浓度差是惟一的动力及打算因素；浓度差打算着物质能否扩散、扩散方向及扩散速率,而细胞膜既不能加速也不能减缓其扩散

8、速率；由于细胞外液和内液均为水溶性,因此体内的脂溶性物质种类不多,主要是指 CO2、O2、NO等气体分子以及尿素和一些类固醇激素,它们可快速通过膜进行扩散；水分子虽然是极性分子,但因分子小且不带电荷,仍能快速通过膜,即可以通过单纯扩散的方式跨膜移动；而一些离子虽然分子也很小,但由于四周形成的水化层,因而难以通过脂质双分子层,需经其他方式转运；（二）易化扩散通过单纯扩散方式转运的物质是极少数的；由于绝大多数物质属于水溶性,因而需要通过膜蛋白的介导完成；膜蛋白的介导,使这些不能溶于脂质的物质进行跨膜扩散成为可能,变得简洁化,故而得名易化扩散facilitated diffusion；它包括两种方式

9、,即通道扩散和载体转运；1通道扩散通道扩散 channel diffusion 是指离子经通道完成的跨膜扩散；通道是一类贯穿脂质双分子层,中心带有水性孔道的跨膜蛋白；通道象沟通细胞外液、内液的桥梁或隧道,使不能溶于膜的离子能快速通过,因而得名；通道的共同特点是：通道对离子具有高度挑选性,由于不同通道在开放时,形成不同的水性孔道,因此只能答应个别离子通过,其他离子不易或不能通过；因此,可依照离子的挑选性将通道分为不同的种类如 Na+通道、 K+通道等；通道转运离子的速度很快,大约 108109/s 个离子,远大于载体转运的每秒 103105 个离子或分子的速率；通道转运的离子只能顺浓度梯度由一侧

10、向另一侧转运,其动力来源于分子的热运动；此外,对于带电离子来说,膜电位差也是促使或影响离子跨膜移动的动力；因此,离子经通道的跨膜移动是以电- 化学梯度作为动力的；通道受不同的因素调控,从而打算其开放仍是关闭；依照开 闭 的 控 制 因 素 , 又 可 将 通 道 分 为 电 压 门 控 性 通 道 voltage-gated channel 、 化 学 门 控 性 通 道chemically-gated channel 以及少量的机械门控性通道；电压门控性通道指通道的开闭受膜两侧电位差的掌握；常见的有电压门控性 Na+通道、 Ca2+通道、 K+通道等,它们是可兴奋细胞产生电活动的基础；对每种

11、通道来说,都有一个特定的激活电位；在膜电位经受此种变化时,通道将因构型转变而形成答应离子通过的水性孔道,即通道开放；进一步的争论证明,电压门控性通道都有一些被称作电压传感器 voltage sensor 的结构,通常是一些带电荷的氨基酸,它们在膜电位转变时,可在电场作用下发生位移,进而导致通道蛋白构象转变,从而形成水性孔道,即打开通道（图 2-2A ）另有一些离子通道其开闭受某些化学物质掌握,因此称为化学门控性通道或配体门控通道 ligand-gated channel；这些通道的结构特点是跨膜蛋白分为两部分；其一是作为受体的部分,即能识别并结合化学物质的位点,另一是作为通道的部分,即当膜蛋白

12、与特定化学物质结合后,蛋白构型转变,形成水性孔道即相当于打开通道（图 2-2B）；因此这类通道也可称作通道耦联的受体；它们是化学性突触传递过程的重要结构；在突触或神经肌肉接头的兴奋传递过程中,都有化学物质的释放,这些物质与膜蛋白的受体部分结合引起构型转变,打开通道引起离子跨膜移动,形成特定的膜电位变化,从而转变靶细胞的功能状态；此外,仍有少数机械门控通道,它们位于皮肤触压觉感受器及内耳毛细胞的感受器等部位,机械震惊可使这些通道开放（图 2-2C）；上述通道的共同特点是都有某种门控装置,通过某种调控机制转变通道的功能状态；而也有一些通道无门控机制,即不受电、化学因素调控；只要有浓度差存在,离子即

13、可扩散；静息时离子的跨膜扩散就是通过这种通道完成的；通道的另一特点是其结构受遗传打算,而且几乎全部通道均由几个亚单位构成,每个亚单位又是由数量不等的跨膜 a- 螺旋片段组成； 由此构成了不同通道对离子挑选性的差异及门控机制的区分；如电压门控性 Na+通道是由三个亚单位组成,即大的 a 亚单位和两个 b 亚单位 b1 、 b2 构成, a 亚单位是形成通道的主体；化学门控性通道如 N2 型 ACh受体通道是由五个亚单位构成,每个亚单位具有 4 个跨膜的 a- 螺旋结构,其中的两个 a 亚单位执行受体功能即识别并结合配体,这种结合引起蛋白构型的转变,导致通道的开放（图2-3 ）；水的跨膜转运；水是

14、细胞内液及外液含量最多,且活动频率最高的物质；水跨膜转运的特点是既可以通过名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载单纯扩散的方式,也可以经通道的方式进行；另外水的移动总是与渗透压的变化联系在一起,即经常相伴 其它物质的转运而转移；水的移动对维护细胞容积至关重要；水虽然是极性分子,但由于其分子微小,因 此仍能通过脂质膜直接扩散,即通过单纯扩散的方式进行跨膜移动；然而水亦可通过通道扩散；从 1992 年 aquaporinAQP 即水孔蛋白；像其它通 胜利克隆第一个水通道以来,现已发觉至少 10 种水通道,

15、命名为 道一样水通道也是跨膜蛋白,是四聚体蛋白,每个亚单位有 6 个跨膜 a- 螺旋,每个单体都可形成一个独立 的通道；不同的水通道有相对特异的组织分布和功能特点,水通道密度大的是红细胞、肾小管、汗腺、唾 液腺、脑组织,其中肾远曲小管和集合管的水通道受抗利尿激素调剂而影响水的重吸取（见第九章第五节） ；2载体易化扩散 与上述物质的跨膜转运不同,葡萄糖、氨基酸既不能通过膜直接扩散,也不能经由上述的通道进行跨膜扩 散；它们是通过膜的另一种机制,即载体转运而实现跨膜转运；载体也是一种跨膜蛋白,载体转运的机制 不甚明白；可能的过程是被转运物质如葡萄糖,第一与载体蛋白膜外的结合位点结合,使蛋白构型转变,

16、将结合位点转向膜内,并将所结合的葡萄糖释放出来,之后蛋白质复原构型,又将结合位点暴露于膜外以 待下一次转运（图 2-4 ）；载体转运的特点是：物质转运是顺浓度梯度进行的,如在上述的葡萄糖转运 过程中,由于细胞内不断消耗葡萄糖,因此保持了胞内的低浓度,使葡萄糖得以由膜外向膜内的转运； 由于载体是膜上的蛋白质,因而数量有限,这导致了膜对物质转运才能的上限,即具有饱和性；载体对 被转运物质有严格的结构特异性,一种载体通常只转运一种具有特定结构的物质；上述通道扩散、载体转 运以及前面提到的单纯扩散通常又被称作被动转运；因它们的共同特点是被转运物质都是由高浓度到低浓 度一侧的跨膜转运,转运过程依靠贮存在

17、膜两侧物质的浓度梯度或电位梯度中的势能,因而不需要额外提 供能量；被动转运的结果是倾向于使物质在膜两侧的浓度梯度或电位梯度消逝；（三）主动转运 主动转运是指细胞通过耗能的过程将物质逆浓度梯度或逆电位梯度进行的跨膜转运过程；由于这一过程是 逆浓度梯度或电位梯度的,因而必需有额外供应的能量才能完成；主动转运的结果是形成了物质在细胞内外的不均衡分布； 如细胞外高浓度的Na+和细胞内高浓度的K+,这样使 Na+、K+在膜内外都具有浓度梯度；这种不平稳的分布是细胞完成其正常功能的重要条件,如产生生物电及进行正常的代谢活动等；实现离子主动转运的是各种离子泵,如转运Na+、 K+的是钠 - 钾泵 sodiu

18、m-potassium pump,简称钠泵；取名为 泵 ,意在形象地描述这种主动转运机制类似于水泵通过其作功将水逆势能差由低到高的输送过程；这里的离子泵就是将离子逆浓度差由低浓度到高浓度转运的过程；早已明确, Na+、K+在细胞内外有很大浓度差, Na+在细胞外的浓度远高于细胞内,约为胞内浓度的 12 倍,而 K+在细胞内的浓度远高于细胞外,约为胞外浓度的 30 倍；而且这种离子的不均衡分布在低温、缺氧或应用代谢抑制剂阻断代谢时消逝,说明离子的不平稳分布是能量依靠性的；正常情形下,通过代谢产生能量,消耗 离子在膜内外的不平稳分布；ATP维护钠泵的活动,从而维护名师归纳总结 钠泵具有 ATP酶的

19、活性, 因此又称作 Na+-K+依靠性 ATP酶；Na+泵可能有两种构型E1 和 E2,两种构型在结第 3 页,共 17 页构上的主要区分是磷酸化和去磷酸化；与此相对应的是钠泵对离子亲和力的不同；ATP 是引起构型转变的直接缘由,而胞内Na+及胞外 K+浓度是触发ATP水解的缘由；其详细过程如下：Na+泵在胞浆侧有Na+的结合位点（能结合3 个 Na+）以及 ATP的结合位点；在膜的外表面有K+的结合位点（能结合2 个 K+）；当胞内 Na+浓度增加时, Na+与泵结合,并刺激ATP水解,使钠泵自身磷酸化,磷酸化的结果一是促使泵发生构型转变,将Na+的结合位点转向胞外；二是转变了泵对离子的亲和

20、力,使其对Na+的亲和力降低,而对K+的亲和力增加,因而将Na+释放于胞外并同时结合了K+；与 K+的结合激发了泵的去磷酸化反应,使泵再次发生构型转变,将K+的结合位点转向胞浆侧,并释放K+至胞内；最终蛋白构型又复原原状；Na+泵的活动对维护细胞正常的结构及功能具有重要的意义：维护细胞容积,虽然细胞在静息状态下主要表现为对K+具有通透性,但对Na+的通透性并非等于零,因而仍有少量Na+会漏入细胞,随着Na+的漏入会引起水在胞内的不断聚积； Na+泵的作用是不断地将漏入的Na+泵出细胞,从而稳固细胞的容积防止细胞肿胀；细胞内高 K+为很多代谢反应所必需,如核糖体合成蛋白质就需要高K+的环境；钠泵

21、造成的胞内外Na+、K+的不均衡分布是产生生物电（如动作电位）从而维护兴奋性的重要前提条件（见其次节）；Na+的不均衡分- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载布仍构成了继发性主动转运的条件（见后）；除 Na+-K+泵外,仍有主动转运 Ca2+的钙泵；真核细胞胞外 Ca2+浓度比胞内高 1 万倍以上； Ca2+是细胞内重要的其次信使,在刺激的作用下通过 Ca2+浓度的上升发挥多种生物学功能；而维护静息时细胞内低水平的 Ca2+是发挥这些信使作用的重要前提；在此过程,Ca2+泵发挥着重要作用,通过 Ca2+泵的作用将 Ca2+由细胞内转运至细

22、胞外,保持了胞内游离 Ca2+始终维护在一个低水平；此外,仍有质子泵、碘泵,它们通过主动转运质子和碘而在生成胃酸及甲状腺激素合成过程中发挥重要作用；上述提及的各种离子泵由于在离子转运过程中直接消耗能量因而也称作原发性主动转运；另一些物质虽然也是逆浓度梯度的主动转运,但却不直接消耗能量,而是依靠Na+在膜两侧的浓度差,即依靠储备在离子浓度梯度中的能量完成转运；由于造成这种浓度梯度的缘由是钠泵分解 ATP消耗能量的结果；因此,这是一种间接利用能量完成的主动转运过程,称继发性主动转运；这种转运往往是 Na+和另一种物质的同时转运,所以又称作联合转运或协同转运 cotransport；典型的例子是小肠

23、黏膜重吸取葡萄糖和氨基酸的过程；在葡萄糖重吸取的过程中有一个类似载体的同向转运体,具有与 Na+和葡萄糖的结合位点,它可同时结合Na+和葡萄糖, 在浓度梯度的促使下,Na+顺浓度梯度跨膜内移,与此同时葡萄糖逆浓度梯度随之进入细胞,之后葡萄糖再顺浓度差通过毛细血管壁跨膜进入血液；Na+泵的连续活动使细胞内 Na+维护在一个低水平,保持了 Na+在膜内外的浓度梯度,从而保证了葡萄糖的吸取；在此过程中 Na+泵的活动是原动力,葡萄糖的重吸取是相伴 Na+的易化扩散完成的；因此,抑制 Na+泵的活动将使葡萄糖的重吸取受到抑制；三 信号转导生物体从受精卵开头直至整个生命过程,自始至终都要受遗传信息及环境

24、变化信息的调剂掌握；遗传信息打算生物体新陈代谢、生长发育及各种生物功能活动的基本模式；而环境变化信息就调控上述全部这些过程,这些信息主要是指生物体外界及身体内部环境变化的信息,即各种刺激信号；这些刺激信号作用于细胞的特殊结构（通常是受体）,通过一系列反应,实现对细胞功能活动调控的信息传递过程被称为信号转导；显而易见,细胞的信号转导是多细胞生物,特殊是高等动物细胞间信息交换、各种功能和谐及生物个体的生存发育、繁殖的最基本最重要的细胞功能之一；它是一个特别复杂的过程,涉及多个环节,包括细胞外各种信号（如神经递质及激素）、细胞的接受系统（受体）,胞内参加信息传递的信号分子（如 cAMP）及细胞内反应

25、系统（各种效应蛋白及靶基因）；一、 信号转导概述（一）细胞外刺激信号可作用于机体的刺激信号种类繁多,性质各异；体外信号包括物理性（光、声、电、温度）、化学性（空气、环境中的各种化学物质）、生物性（细菌、病毒、寄生虫）信号；体内信号通常指化学信号,即各种生物活性物质（如激素、递质等）所携带的信号；激素或递质在体内的主要功能就是传递信息,即告知靶细胞在其四周环境中存在着某种刺激因素,从而诱导细胞的适当反应；依据其产生方式可将细胞外各种刺激信号分为三种基本类型：即来源于神经细胞的递质、内分泌系统的激素、免疫系统产生的各种细胞因子以及以类似的方式产生的生长因子；仍有一些特殊物质,如气体分子 NO等；（

26、二）受体及其特点1受体的概念及分类受体是位于质膜或细胞内能与胞外信号物质结合并能引起特定生物效应的大分子物质；受体也是刺激信号作用于细胞发挥调剂作用的第一个环节,换句话说受体是细胞接受刺激的 门户 ；依照受体的结构及跨膜信号转导方式通常将受体分为四种基本类型：G 蛋白耦联受体、具有酶活性的受体、离子通道型受体及核 受体；2受体与配体结合的主要特点 配体是指能与受体结合的特异性物质,通常是体内的各种化学信号如激素或递质；受体与配体的结合是受 体被激活,引起信号传递并产生生物学效应的初始因素；其特点是：特异性,受体与配体的识别和结合是一个复杂过程,但重要的特点是具有特异性类似于酶和底物的结合过程；

27、由于受体能识别并结合特殊的名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载信号物质,因而保证了信号传递的特异性；高亲和力,虽然配体分子（如激素）在体液中浓度很低,通常在 109mol/L 或更低, 但仍能与受体特异性结合并发挥庞大的生物学效应,说明配体与受体的亲和力很高,这保证了信号传递的牢靠性；饱和性,由于受体数量有限,因此配体与受体的结合有个上限,当用浓度递增的配体与之相互作用时,会发觉当配体达到某一浓度时,结合作用达到平稳,即表现出受体结合的饱和性；（三）信号转导的基本过程不同类型的受体介导的信号转导过程

28、虽有很大差别,但也有共同之处；下面以 G蛋白为例简洁说明膜受体介导的信号转导的基本过程；从信号物质（配体）与受体结合开头,跨膜信号转导过程包括膜的信号转换、胞内信号传递以及最终引发生物学效应的不同环节；由于大多数信号物质不能进入胞内,而最终产生的生物学效应是在胞内,因此胞外信号必需经过一个跨膜转换的中间环节,否就将由于膜的阻隔而使信号中断；膜的信号转换除受体外仍涉及膜上的 G蛋白及 G蛋白的效应器,其结果是形成了其次信使；胞内信号传递过程涉及其次信使、蛋白激酶等；整个信号转导过程是一个以酶促反应为主的级联反应；在此过程,胞外信号逐次由膜传至胞内,同时其生物学作用也得到了逐级放大,并最终产生各种

29、生物学效应；通过信号转导引起的细胞内反应,通常包括三个方面,即膜电位转变或细胞兴奋性转变及由此引起的细胞功能转变；各种效应蛋白由于构型转变引起的功能变化,如酶蛋白活性转变及由此引起的代谢反应转变；基因表达过程的转变,如某一个基因转录的启动或关闭；二、 跨膜信号转导途径（一） G蛋白耦联受体介导的信号转导G蛋白耦联受体是迄今为止发觉的最大的受体家族；当受体与配体结合使受体活化后,都要与一组能与 GTP结合的称之为 G蛋白的调剂蛋白相互作用,完成胞内信号传递作用；与其它信号转导途径相比,该途径涉及的信号分子以及级联反应最多；除涉及膜上的一些蛋白质,如受体、G 蛋白、及 G 蛋白效应器外,仍涉及细胞

30、内的其次信使、蛋白激酶及效应蛋白,即引起细胞反应的功能蛋白,如酶或转录因子；以下第一介绍该信号系统的信号分子,然后再描述详细的信号转导过程；1 G蛋白耦联受体信号通路中的信号分子（1）G 蛋白耦联受体 G蛋白耦联受体是最大的受体家族；此类受体共同的结构特点是由一多肽链组成,并形成 7 个跨膜区段 TM；各区段之间由数量不同的氨基酸残基组成的 3 个胞外环和 3 个胞内环相连；受体多肽链的 N 末端位于胞内； 该家族中的不同受体,其组成跨膜区段的氨基酸残基同源性较高,而 N末端、C 末端及胞内、胞外环的氨基酸残基在组成和数量上都有很大差异,这正是不同信号转导途径中,受体与配基挑选性识别、结合及对

31、 G蛋白挑选性作用的结构基础；当配体与受体结合后,引起受体构型转变,激活 G蛋白,通过 G蛋白再将信号依次传至下游的信号分子；（2）G蛋白 G蛋白是指 GTP结合蛋白；最早由 Rodbell 、Gilmam 等分别纯化并命名；已经证明的 G蛋白已达 20 多种,其共同特点是：静息时由 a、b、 三个亚单位组成三聚体；存在有两种形式,即结合GDP的非活性形式和结合 GTP的活性形式；可被受体与配体的结合而激活,活化后结合的 GDP变成 GTP,同时静息时的三聚体蛋白分为两部分,即 b、 亚单位复合体和 a 亚单位 GTP复合体；由于 a 亚单位具有鸟苷酸（ GTP或 GDP）结合位点、以及与受体

32、及效应蛋白的作用位点,同时仍具有 GTP酶的活性,因而在G蛋白激活及信号转导中发挥至关重要的作用；如通过 a 亚单位与受体相互作用、与 GDP和 GTP交替结合调控 G蛋白活性及激活其效应蛋白,使信号转至胞内；名师归纳总结 在人体各组织中, G蛋白具有不同的类型；通常是以a 亚单位的结构与活性,将其分为三类： Gs、Gi 及 Gq；第 5 页,共 17 页Gs 即兴奋型 G蛋白,它们活化后可对效应蛋白（如腺苷酸环化酶）发挥激活作用；Gi 即抑制型 G蛋白,它们可抑制效应蛋白的活性,如抑制腺苷酸环化酶的活性,从而削减cAMP的生成；而Gq型就主要作用于磷酯酶 C,参加对 IP3 、DG的调剂；

33、G蛋白的激活起始于配体与受体的结合；在静息状态G蛋白与受体是分别的,此时a 亚单位结合GDP,并与 b、 亚单位形成三聚体；当配体与受体结合后,受体发生构型转变,与 G蛋白的 a 亚基结合并激活G蛋白,被活化后的G蛋白,其 a 亚单位与鸟苷酸的亲和力发生转变,表现为对 GDP的亲合力下降,而对GTP的亲合力增加；导致a 亚单位与 GDP解离并与 GTP结合；与 GTP的结合- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 诱发了 G蛋白的构象转变,导致学习必备欢迎下载b、亚单位分别,使静息时的三聚体Ga 亚单位与受体分别,同时也与蛋白解离而形成两个部分：即 b、 亚单

34、位复合体, a 亚单位 GTP复合体,后者是发挥调剂作用的功能形式；G蛋白激活是短暂的,当 a 亚单位 GTP复合物作用于效应蛋白触发信号传递的同时,a 亚单位的 GTP酶活性表现出来,将结合的 GTP水解为 GDP；a 亚单位与 GDP的结合导致其与效应蛋白分别,并重新与 b、亚单位结合从而复原到静息状态非活性形式的三聚体 G蛋白；在上述的激活过程中,a 亚单位与 GTP的结合及 GTP的水解是掌握 G蛋白活性的关键；另有资料说明,b、 亚单位复合体也可调剂某些效应蛋白的活性；（3）G蛋白效应器 G蛋白活化后进一步作用于膜上的另一类蛋白质,即 G蛋白效应器；它们多数是能催化生成其次信使的酶,

35、如生成 cAMP的腺苷酸环化酶以及生成 cGMP的鸟苷酸环化酶等；因此,当 G蛋白被激活并作用于这些下游分子时,通过生成胞内的其次信使并由此将信号传至胞内；（4）其次信使cAMP是第一个被证明的其次信使second messenger,它是基于肾上腺素对肝糖原分解代谢的试验观看而发觉的；体外试验证明,肾上腺素可加速肝细胞糖原分解的过程；在此过程,肾上腺素可明显提高糖原磷酸化酶的活性,这是糖原分解过程主要的限速酶；但同时发觉,肾上腺素直接加入糖原磷酸化酶的纯制剂,却不能将其激活,必需再加入肝细胞匀浆（包含有细胞膜、细胞器的碎片）才能使酶激活；说明肾上腺素不能直接激活糖原磷酸化酶；随后的试验证明,

36、肾上腺素通过作用于细胞膜,在胞内产生一种被称作 cAMP的小分子物质, 由此导致酶的激活及糖原分解；之后间续发觉很多激素在细胞内都通过 cAMP发挥作用； 基于上述事实, 发觉者 Surtherland 提出了其次信使学说,即胞外信号第一作用于膜受体,通过膜的信号转换过程,产生了胞内的信号分子及胞内的信号传递过程,由此诱发细胞的各种反应；以膜为界, 将胞外的信号物质如激素或递质称作第一信使,而胞内的信号分子如cAMP称作其次信使； 其次信使学说的创立奠定了跨膜信号转导机制的理论基石；在发觉胞内其次信使之前,由于膜的阻隔,我们对细胞内发生的各种功能活动明白甚少；而随着这一学说的创立,以及之后一系

37、列跨膜转导机制的争论成果,使我们的视线相伴着胞外信号一同跨过质膜,而深化到细胞内部,使我们开头明白刺激信号在细胞内引起的各种调剂活动及最终产生的生物学效应；明显,这是懂得正常的生理功能、生化代谢、基因表达过程及各种病理机制的特别重要的基础；为此,诺贝尔奖评比委员会将 1971 年度生理学及医学奖授予了发觉 cAMP并创立其次信使学说的宏大科学家 Surtherland,以表彰他所做的开创性工作；除 cAMP外,其次信使物质仍包括 cGMP、IP3 、 DG、 Ca2+等；（5）蛋白激酶 蛋白激酶是指能催化蛋白质磷酸化的酶系统；依照磷酸化的底物蛋白的不同,可将其分为两种类型,即丝氨酸 / 苏氨酸

38、蛋白激酶和酪氨酸蛋白激酶；前者是使蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化,这占了蛋白激酶中的绝大多数；后者是使蛋白质中的酪氨酸残基磷酸化,是为数不多的蛋白激酶,主要涉及酶耦联受体的信号转导通路；磷酸化是一个可逆的过程,涉及蛋白激酶、蛋白磷酸酶和底物蛋白；蛋白激酶的作用是催化底物蛋白的磷酸化,即将磷酸根转移究竟物蛋白的特定氨基酸残基上；由于磷酸根携带大量负电荷,当它与蛋白质结合后,通过影响多肽链的折叠转变蛋白质的空间构型,因而转变其生物学效应；与磷酸化相反的过程是脱磷酸化,依靠磷酸酶催化这一过程；从而使磷酸化成为一个可逆性的过程,保证了在信号分子的作用减弱或排除时,由磷酸化引起的生物效应准时终止；不

39、管信号转导通过何种途径进行,完成其终端反应的效应器都是细胞内各种功能蛋白,如受体、收缩蛋白、离子通道及酶或各种转录调剂因子,而这些蛋白质的功能状态往往取决于它们的磷酸化程度；即这些功能蛋白由于发生了磷酸化或去磷酸化反应,而导致其功能转变,表现出相应的生物学效应；如酶活性转变引起的代谢反应的转变；通道功能转变引起的离子跨膜移动及由此形成的膜电位的转变；收缩蛋白功能转变引起的收缩或舒张以及转录因子活性转变引起的基因表达的转变等等；因此,蛋白质的磷酸化反应构成了细胞内最基本和最重要的调剂反应,涉及几乎全部生理及病理过程；2 G蛋白耦连受体信号转导途径（1）受体 -G 蛋白 -cAMP-PKA 途径名

40、师归纳总结 配体与受体的结合激活了G蛋白,被活化的G蛋白作用于膜上的另一种蛋白质,即G蛋白效应器,腺苷酸第 6 页,共 17 页环化酶 adenylate cyclase, AC是重要的一种,它的作用是催化生成其次信使cAMP；能作用于 AC的 G蛋- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 白有两种类型,即学习必备欢迎下载AC；而 Gi 是抑制型 G蛋白,Gs 和 Gi ；正如前述, Gs是兴奋型 G蛋白,活化后可激活它的作用是抑制 AC的活性； 生成的 cAMP通过磷酸二酯酶快速降解,从而保证了 cAMP作为其次信使发挥作用的敏锐性； cAMP广泛存在于真核

41、细胞,并发挥重要的信号作用；它们绝大多数通过活化依靠 cAMP的蛋白激酶 PKA ,促进蛋白质的磷酸化,从而诱发多种细胞反应；这种作用取决于磷酸化的靶蛋白或效应蛋白；如靶蛋白为细胞内的功能蛋白如酶就引起生化代谢的转变；如磷酸化的是转录因子就会影响基因表达过程；如 PKA可使一种称作 cAMP反应元件结合蛋白 cAMP response element binding protein,CREB的转录因子磷酸化从而被激活,活化的 CREB就可与 DNA分子上的特定区域,也称 cAMP反应元件 cAMP response element ,CRE结合,从而启动基因的表达；（2）受体 -G 蛋白 -D

42、G/PKC途径一些胞外信号与膜受体结合后,仍可激活另一种 G蛋白 Gq ,后者激活膜上的一种特异的脂质水解酶- 磷脂酶 Cphospholipase,PLC；PLC水解膜脂质中的二磷酸磷脂酰肌醇 phosphatidylinositol-biphosphate,PIP2 ,同时生成三磷酸肌醇 IP3 和二酰甘油 DG；生成的 DG可以通过激活胞内的另一种蛋白激酶即蛋白激酶 CPKC而发挥作用； PKC有多种亚型,通过使底物蛋白磷酸化,发挥多种生物效应,包括对很多生理功能及生化代谢的调剂；如 PKC可使 Ca2+泵激活,加速 Ca2+的转运从而参加胞内 Ca2+稳态的维护；可使胰岛素受体磷酸化从

43、而调剂其活性；另外,PKC仍参加基因转录过程的调剂,如参加 MAPK（见后）的活化过程等；（3）受体 -G 蛋白 -IP3/Ca2+ 系统如上所述, 在 PLC被激活生成 DG的同时也生成了 IP3；IP3 与 DG虽然同时生成, 但它们的作用途径和方式却不相同； DG通过激活 PKC发挥作用,而 IP3 就主要通过作用于内质网或肌浆网膜的 IP3 受体,调剂胞内Ca2+浓度而参加 Ca2+信号的调剂；试验证明,IP3 受体是一种化学门控性 Ca2+通道,被 IP3 及其它物质激活而开放,导致胞内 Ca2+库的 Ca2+释放至胞浆,使胞内 Ca2+浓度上升；而 Ca2+作为其次信使,在信号转导

44、过程和细胞功能调剂中发挥广泛和重要的作用；Ca2+主要通过与钙结合蛋白如钙调蛋白 calmodulin,CaM结合形成 CaM-Ca2+复合物,该复合物再激活依靠 调剂作用；（4）受体 -G 蛋白 - 离子通道途径CaM的蛋白激酶,催化底物蛋白的磷酸化反应,从而发挥绝大多数情形下,G 蛋白是通过其次信使、蛋白激酶促使蛋白质磷酸化来发挥作用的,但也可直接或通过其次信使调剂离子通道,从而影响细胞的功能活动；如心肌细胞膜上的 M2受体与 ACh结合后激活了 Gi,后者直接作用于 K+通道使其开放,发挥对心肌的抑制作用；但 G蛋白对离子通道的影响更多的是通过其次信使来发挥作用；如视杆细胞外段存在有 c

45、GMP门控的 Na+通道；无光照时, cGMP维护其通道开放,而有光照刺激时, 经过一系列光化学反应激活了一种被称作 Gt 的 G蛋白, 并由此激活了磷酸二酯酶,后者引起了cGMP的水解,使 cGMP依靠的 Na+通道关闭,从而产生了相应的电位变化即视杆细胞的感受器电位；（二）具有酶活性的受体介导的信号转导具有酶活性的受体包括两大类：一是受体分子本身具有酶（酪氨酸激酶）的活性,即受体与酶是同一蛋白分子,被称作酪氨酸激酶受体tyrosine kinase receptor；另一类是受体分子本身不具有酶的活性,活化后的下游靶蛋白具有激酶功能,因而称为酪氨酸激酶耦联受体；对酪氨酸激酶受体来说,其特异性配体主要是各种类型的生长因子,如神经养分因子、表皮生长因子、胰岛素样生长因子；这类受体通常由一条肽链组成,只有一个跨膜 a- 螺旋；按功能将整个分子分为三个结构区,即胞外的配体结合区、跨膜区及胞内具有酪氨酸激酶活性的区域；当配体与受体结合后,导致受体形成二聚体而被活化,然后通过 Ras-MAPK信号系统发挥作用；Ras 是一种被称之为小 G 蛋白的信号分子,因其结构是单亚基蛋白,分子量也小故取名为小 G蛋白；但它同样能与 GTP结合而处于活化形式,只是这种信号分子主要参加酪氨酸激酶受体的信号传递过程；丝裂原激活蛋白激酶 mitogen-activated protein kinas