细胞生物学基础章节药学班幻灯片.ppt

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1、细胞生物学基础章节药学班第1页，共97页，编辑于2022年，星期二重重点：点：1.物质跨膜运输的类型物质跨膜运输的类型2.钠钾泵的结构和作用机理钠钾泵的结构和作用机理3.受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用4.受体和信号分子受体和信号分子5.cAMP信号通路和信号通路和磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路第2页，共97页，编辑于2022年，星期二第一节第一节 物质的跨膜运输物质的跨膜运输1 1.被动运输被动运输（passivetransport）2.2.主动运输主动运输（activetransport）3.3.膜泡运输膜泡运输 第3页，共97页，编辑于2022年，星期二一、被动运输一、被动运输

2、1.概念：被动运输（概念：被动运输（passivetransport）是通过简单扩散或）是通过简单扩散或协助扩散实现物质由协助扩散实现物质由高高浓度向浓度向低低浓度方向的跨膜运浓度方向的跨膜运转。转。2.特点：运输方向；跨膜动力；能量消耗；膜转运蛋白。特点：运输方向；跨膜动力；能量消耗；膜转运蛋白。3.类型：类型：简单扩散简单扩散（simplediffusion）协助扩散协助扩散（facilitateddiffusion）第4页，共97页，编辑于2022年，星期二（一）简单扩散（一）简单扩散1.概念概念：又称为自由：又称为自由扩散（扩散（freediffusion），），是疏水小是疏水小分子或

3、小的不带电荷的极性分子，不需要能量也不需要分子或小的不带电荷的极性分子，不需要能量也不需要膜蛋膜蛋白参与的跨膜运输方式。白参与的跨膜运输方式。2.特点特点：沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；不需要提不需要提供能量；供能量；没有膜蛋白的协助。没有膜蛋白的协助。3.限制因素限制因素第5页，共97页，编辑于2022年，星期二概念概念：也称促进扩散：也称促进扩散，是极性分子和无机离子在是极性分子和无机离子在膜转运蛋白膜转运蛋白协助协助 下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。特点特点：转运速率高；转运速率高；存在最大转运速率；存在最

4、大转运速率；有膜转运蛋有膜转运蛋 白参与，有特异性。白参与，有特异性。膜转运蛋白膜转运蛋白是指镶嵌在膜上和物质运输有关的跨膜蛋白。分为是指镶嵌在膜上和物质运输有关的跨膜蛋白。分为载体蛋白载体蛋白（carrier proteincarrier protein）和通道蛋白和通道蛋白（channel proteinchannel protein）。）。（二）（二）协助扩散协助扩散第6页，共97页，编辑于2022年，星期二扩散与渗透细胞质膜具有两个基本的特性允许小分子物质通过扩散穿过细胞质膜，也可以让水通过渗透进出细胞质膜。扩散(diffusion)是指物质沿着浓度梯度从半透性膜浓度高的一侧向低浓度一

5、侧移动的过程，通常把这种过程称为简单扩散。渗透(osmosis)的含义则是指水分子以及溶剂通过半透性膜的扩散。第7页，共97页，编辑于2022年，星期二简单扩散的影响因素脂溶性:脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快。相对分子质量:相对分子质量小，脂溶性高的分子才能快速扩散。根据实验结果，推测质膜的通透性孔径不会大于0.51.0nm，能够扩散的最小分子是水分子。物质的带电性:一般说来，气体分子（如O2、CO2、N2）、小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通过质膜，大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以通过质膜第8页，共97页，编辑于2022年，星期二载体蛋白（

6、载体蛋白（carrierprotein）载体蛋白（载体蛋白（carrierprotein）是在生物膜上普遍存在的多是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子结合，通过构象改次跨膜蛋白分子。可以和特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质的变介导溶质的主动主动和和被动被动跨膜运输。跨膜运输。第9页，共97页，编辑于2022年，星期二相同点：相同点：特异性，有特异的结合位点；特异性，有特异的结合位点；有饱和动力曲线；有饱和动力曲线；受抑制剂的影响。受抑制剂的影响。不同点：不同点：可改变过程的平衡点；可改变过程的平衡点；不对溶质分子作任何共价修饰。不对溶质分子作任何共价修饰。和酶的异

7、同点：和酶的异同点：第10页，共97页，编辑于2022年，星期二通道蛋白（通道蛋白（channelprotein）概念概念：通道蛋白（：通道蛋白（channelprotein）是横跨质膜的亲水性通是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为离子通道。又称为离子通道。特征特征：一是离子通道具有选择性；二是离子通道是：一是离子通道具有选择性；二是离子通道是门控门控的。的。类型类型：电压门通道电压门通道（voltage-gated channel）配体门通道（配体门通道（ligand-gated channel）压力激活通

8、道（压力激活通道（stress-activated channel）第11页，共97页，编辑于2022年，星期二第12页，共97页，编辑于2022年，星期二第13页，共97页，编辑于2022年，星期二第14页，共97页，编辑于2022年，星期二红细胞质膜载体蛋白促进葡萄糖扩散示意图第15页，共97页，编辑于2022年，星期二第16页，共97页，编辑于2022年，星期二含羞草展开与收缩受电压门控通道的控制第17页，共97页，编辑于2022年，星期二第18页，共97页，编辑于2022年，星期二二、主动运输二、主动运输1.概念概念：主动运输（：主动运输（activetransport）是指由载体蛋白

9、介导是指由载体蛋白介导的物质逆的物质逆浓度梯度（或化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度浓度梯度（或化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的一侧的跨膜运输高的一侧的跨膜运输方式。方式。2.特点特点：运输方向；运输方向；膜转运蛋白；膜转运蛋白；消耗能量；消耗能量；具有选择性和特异性。具有选择性和特异性。3.3.主动运输所需能量的来源主要有：主动运输所需能量的来源主要有：ATP直接提供能量直接提供能量 ATP间接提供能量间接提供能量协同运输协同运输 光能驱动光能驱动第19页，共97页，编辑于2022年，星期二ATP直接提供能量驱动的主动运输直接提供能量驱动的主动运输1.1.钠钾泵（钠钾泵（NaNa+-K-K

10、+-ATP酶）酶）结构结构和作用机制和作用机制作用作用：维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；维持低维持低NaNa+高高K K+的细胞内环境，维持细胞的静息的细胞内环境，维持细胞的静息 电位。电位。2.2.钙泵钙泵（Ca2+-ATP酶）酶）3.3.质子泵质子泵：P-型质子泵、型质子泵、V-型质子泵、型质子泵、H+-ATP酶（或酶（或F 型）型）第20页，共97页，编辑于2022年，星期二钙泵钙泵（Ca2+-ATP酶）酶）结构：有10个跨膜区；激活:两种激活机制，Ca2+/钙调蛋白(CaM)复合物的激活;蛋白激酶C激活。第21页，共97页，编辑于2022年，星期二质

11、子泵质子泵第22页，共97页，编辑于2022年，星期二Na+/K+ATPase的结构第23页，共97页，编辑于2022年，星期二Na+/K+ATPase工作原理示意图第24页，共97页，编辑于2022年，星期二Ca2+-ATPase的结构和功能位点第25页，共97页，编辑于2022年，星期二协同运输（cotransport）是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又

12、可分为：同向协同（symport）与反向协同（antiport）。概念概念：协同运输（：协同运输（cotransportcotransport）是指一种物质的运输伴随另是指一种物质的运输伴随另 一种物质的运输。它是一类靠间接提供能量完成的主动一种物质的运输。它是一类靠间接提供能量完成的主动 运输方式。运输方式。能量能量：钠钾泵或质子泵通过消耗：钠钾泵或质子泵通过消耗ATPATP产生膜两侧的电化学浓度产生膜两侧的电化学浓度 梯度，驱动协同运输的进行。梯度，驱动协同运输的进行。动物细胞动物细胞中常常利用膜两侧中常常利用膜两侧NaNa+浓度梯度来驱动，浓度梯度来驱动，植物植物 细胞和细菌细胞和细菌常

13、利用常利用H H+浓度梯度来驱动。浓度梯度来驱动。类型类型：共运输（同向协同（：共运输（同向协同（symportsymport）对运输（反向协同（对运输（反向协同（antiportantiport）协同运输协同运输第26页，共97页，编辑于2022年，星期二几种不同类型的跨膜运输第27页，共97页，编辑于2022年，星期二动植物细胞载体介导的物质运输的相似与差异第28页，共97页，编辑于2022年，星期二不同运输机制的主要特性性质简单扩散协助扩散主动运输参与运输的膜成分脂蛋白蛋白被运输的物质是否需要结合否是是能量来源浓度梯度浓度梯度ATP水解或浓度梯度运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度特异

14、性无有有运输分子高浓度时的饱和性无有有第29页，共97页，编辑于2022年，星期二动物细胞和植物细胞主动运输的差异动物细胞和植物细胞不仅结构有所差别，载体蛋白也有所不同。动物细胞质膜上有Na+-K+ATPase，并通过对Na+、K+的运输建立细胞的电化学梯度；但是在植物细胞(包括细菌细胞)的质膜中没有Na+-K+ATPase，代之的是H+-ATP酶，并通过对H+的运输建立细胞的电化学梯度，使细胞外H+的浓度比细胞内高；H+泵在周围环境中创建了酸性pH，然后通过H+质子梯度驱动的同向运输，将糖和氨基酸等输入植物的细胞内。在动物细胞溶酶体膜和植物细胞的液泡膜上都有H+-ATP酶，它们作用都一样，保

15、持这些细胞器的酸性。第30页，共97页，编辑于2022年，星期二物质的跨膜运输和膜电位物质的跨膜运输和膜电位膜电位：细胞膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和。膜电位：细胞膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和。静息电位静息电位：细胞在静息状态下的膜电位。细胞在静息状态下的膜电位。动作电位动作电位：细胞在刺激作用下的膜电位。细胞在刺激作用下的膜电位。极化：在静息电位状态下，质膜内为负值，外为正值的现象。极化：在静息电位状态下，质膜内为负值，外为正值的现象。去极化：由于离子的跨膜运输使膜的静息电位减小或者消失。去极化：由于离子的跨膜运输使膜的静息电位减小或者消失。反极化：离子的跨膜运输导致瞬间内正外

16、负的动作电位的现象。反极化：离子的跨膜运输导致瞬间内正外负的动作电位的现象。超极化：离子的跨膜运输导致静息电位超过原来的值。超极化：离子的跨膜运输导致静息电位超过原来的值。第31页，共97页，编辑于2022年，星期二三、膜泡运输三、膜泡运输膜泡运输完成膜泡运输完成大分子大分子和和颗粒性物质颗粒性物质的跨膜运输，因质膜形成囊泡的跨膜运输，因质膜形成囊泡而得名，又称而得名，又称批量运输（批量运输（bulk transport）。）。根据物质的运输方向分为：胞吞作用根据物质的运输方向分为：胞吞作用（endocytosis）胞吐作用胞吐作用（exocytosis）第32页，共97页，编辑于2022年，

17、星期二（一）（一）胞吞作用胞吞作用概念概念：胞吞作用通过细胞膜内陷形成囊泡（胞吞泡），：胞吞作用通过细胞膜内陷形成囊泡（胞吞泡），将外界物质裹进并输入细胞的过程。将外界物质裹进并输入细胞的过程。类型类型：胞饮作用（胞饮作用（pinocytosispinocytosis）吞噬作用（吞噬作用（phagocytosisphagocytosis）第33页，共97页，编辑于2022年，星期二胞饮作用胞饮作用特点：胞吞物为液体和溶质；特点：胞吞物为液体和溶质；形成的胞吞泡小（直径小于形成的胞吞泡小（直径小于150nm）；）；连续发生的过程；连续发生的过程；网格蛋白和结合素蛋白。网格蛋白和结合素蛋白。有被小

18、泡有被小泡胞吞泡的形成：配体和受体结合胞吞泡的形成：配体和受体结合网格蛋白聚集网格蛋白聚集有被小窝有被小窝去被的囊泡和胞内体融合去被的囊泡和胞内体融合第34页，共97页，编辑于2022年，星期二 第35页，共97页，编辑于2022年，星期二第36页，共97页，编辑于2022年，星期二吞噬作用吞噬作用特点：胞吞物为特点：胞吞物为大分子大分子和和颗粒颗粒物质；物质；形成的胞吞泡大（直径大于形成的胞吞泡大（直径大于250nm）；）；信号触发过程；信号触发过程；微丝和结合蛋白。微丝和结合蛋白。作用：防御侵染和垃圾清除工。作用：防御侵染和垃圾清除工。第37页，共97页，编辑于2022年，星期二第38页，

19、共97页，编辑于2022年，星期二胞饮作用和吞噬作用的胞饮作用和吞噬作用的区别区别 特特 征征 物质物质 胞吞泡的大小胞吞泡的大小 转运方式转运方式 胞吞泡形成机制胞吞泡形成机制胞饮作用胞饮作用 溶液溶液 小于小于150150nm nm 连续的过程连续的过程 网格蛋白和接合素蛋白网格蛋白和接合素蛋白吞噬作用吞噬作用 大颗粒大颗粒 大于大于250250nm nm 受体介导的信受体介导的信 微丝和结合蛋白微丝和结合蛋白 号触发过程号触发过程第39页，共97页，编辑于2022年，星期二（二）受体介导的胞吞作用（二）受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用：配体和受体结合受体介导的胞吞作用：配体和受体结合

20、网格蛋白聚集网格蛋白聚集有被小窝有被小窝去被的囊泡和去被的囊泡和胞内体胞内体融合融合有被小泡有被小泡胞内体胞内体是动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用是传输由胞吞是动物细胞内由膜包围的细胞器，其作用是传输由胞吞作用摄入的物质到溶酶体中被降解。作用摄入的物质到溶酶体中被降解。溶酶体溶酶体第40页，共97页，编辑于2022年，星期二 第41页，共97页，编辑于2022年，星期二第42页，共97页，编辑于2022年，星期二不同类型受体的胞内体的分选途径不同类型受体的胞内体的分选途径（1）返回原来的质膜结构域，重新发挥受体的作用；）返回原来的质膜结构域，重新发挥受体的作用；（2）进入溶酶体中被消化掉，称

21、为受体下行调节；）进入溶酶体中被消化掉，称为受体下行调节；（3）被运至质膜的不同结构域，称为跨细胞的转运。）被运至质膜的不同结构域，称为跨细胞的转运。第43页，共97页，编辑于2022年，星期二（三）（三）胞吐作用胞吐作用 第44页，共97页，编辑于2022年，星期二第45页，共97页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 细胞通讯与信号传递细胞通讯与信号传递1.1.细胞通讯与细胞识别细胞通讯与细胞识别2.2.细胞信号传递细胞信号传递3.3.细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息第46页，共97页，编辑于2022年，星期二一、细胞通讯与细胞

22、识别一、细胞通讯与细胞识别1.细胞通讯（细胞通讯（cell communicationcell communication）2.细胞识别细胞识别（cell recognitioncell recognition）第47页，共97页，编辑于2022年，星期二细胞通讯（细胞通讯（cell communication）1.概念：细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质概念：细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并产生相应的反应。传递到另一个细胞并产生相应的反应。2.细胞通讯方式细胞通讯方式：接触性依赖的通讯接触性依赖的通讯 间隙连接实现代谢偶联或电偶联间隙连接实现代谢偶联或电偶联 分泌

23、化学信号进行通讯分泌化学信号进行通讯第48页，共97页，编辑于2022年，星期二第49页，共97页，编辑于2022年，星期二内分泌（内分泌（endocrineendocrine）：低浓度；低浓度；全身性；全身性；长时长时效。效。旁分泌（旁分泌（paracrineparacrine）：细胞分泌的信号分子通过扩散作细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括各类细胞因子和气体信号分子。用于邻近的细胞。包括各类细胞因子和气体信号分子。自分泌（自分泌（autocrineautocrine）：信号发放细胞和靶细胞为同类或同信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。一细胞，常见于癌变细胞。

24、化学突触（化学突触（chemical synapsechemical synapse）：神经递质由突触前膜神经递质由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。第50页，共97页，编辑于2022年，星期二第51页，共97页，编辑于2022年，星期二1.概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相性地相 互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现终表现 为细胞整体的生物学效应的过程。为细胞整体的生物学效应的过程。2.信号通路

25、（信号通路（signaling pathway）细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应的过程称为反应的过程称为细胞信号通路细胞信号通路。细胞识别细胞识别（cell recognition）第52页，共97页，编辑于2022年，星期二二、细胞信号传递二、细胞信号传递1.细胞的信号分子和受体细胞的信号分子和受体2.细胞内受体介导的信号传递细胞内受体介导的信号传递3.细胞表面受体介导的信号传递细胞表面受体介导的信号传递4.细胞表

26、面的整联蛋白介导的信号传递细胞表面的整联蛋白介导的信号传递第53页，共97页，编辑于2022年，星期二（一）（一）细胞的信号分子和受体细胞的信号分子和受体类型：类型：溶解性：亲脂性的信号分子溶解性：亲脂性的信号分子亲水性的信号分子亲水性的信号分子 化学结构：短肽、蛋白质、气体分子等化学结构：短肽、蛋白质、气体分子等 产生和作用方式：内分泌激素、神经递质、局部产生和作用方式：内分泌激素、神经递质、局部 化学介导因子和化学介导因子和气体分子气体分子特点：特点：特异性；特异性；高效性。高效性。1.细胞的信号分子细胞的信号分子第54页，共97页，编辑于2022年，星期二受体（受体（receptorre

27、ceptor）1.概念概念：受体是一种能够受体是一种能够识别识别和和选择性结合选择性结合某种配体（信某种配体（信 号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，一般至少号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，一般至少 包括两个功能区域，与包括两个功能区域，与配体结合的区域配体结合的区域和和产生效产生效 应的区域应的区域。2.类型类型：细胞内受体（细胞内受体（intracellularreceptor）细胞表面受体（细胞表面受体（cellsurfacereceptor）3.钝化途径钝化途径：受体失活受体失活(receptorinactivation)。受体隐蔽（受体隐蔽（receptorsequestration

28、）受体下行调节（受体下行调节（receptordown-regulation）第55页，共97页，编辑于2022年，星期二受体与配体间的作用具有三个主要特征：特异性；饱和性；高度的亲和力。受体与配体（信号分子）间作用的主要特征受体与配体（信号分子）间作用的主要特征 特异性；特异性；饱和性；饱和性；高度的亲和力。高度的亲和力。可逆性可逆性 生理反应生理反应第56页，共97页，编辑于2022年，星期二第二信使学说和分子开关1.第二信使学说（第二信使学说（secondmessengertheory）：）：第一信第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子称为第二使与受体作用后在细胞内最早产生的信号

29、分子称为第二信使。信使。由由Sutherland于于70年代提出，并因此而获得诺贝尔奖。第年代提出，并因此而获得诺贝尔奖。第二二信使有信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇、二酰基甘油等。三磷酸肌醇、二酰基甘油等。2.分子开关分子开关：磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化 GTPGTP和和GDPGDP的交替结合的交替结合第57页，共97页，编辑于2022年，星期二 蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将ATP的的磷酸基转移到磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化。底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化。蛋白激酶在信号转导中有两个方面的作用：一是通过磷酸化

30、蛋白激酶在信号转导中有两个方面的作用：一是通过磷酸化调节蛋白质的活性；二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐调节蛋白质的活性；二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞反应。级放大，引起细胞反应。蛋白激酶蛋白激酶GTP结合蛋白（结合蛋白（GTP-bindingregulatoryprotein）第58页，共97页，编辑于2022年，星期二（三）（三）细胞内受体介导的信号传导细胞内受体介导的信号传导1 甾类激素介导的信号通路甾类激素介导的信号通路 2 一氧化氮介导的信号通路一氧化氮介导的信号通路第59页，共97页，编辑于2022年，星期二第60页，共97页，编辑于2022年，星期二第61

31、页，共97页，编辑于2022年，星期二第62页，共97页，编辑于2022年，星期二第63页，共97页，编辑于2022年，星期二(a)类固醇激素通过扩散穿过细胞质膜;(b)激素分子与胞质溶胶中的受体结合;(c)抑制蛋白与受体脱离，露出与DNA结合和激活基因转录的位点;(d)被激活的复合物进入细胞核;(e)与DNA增强子区结合;(f)促进受激素调节的基因转录。第64页，共97页，编辑于2022年，星期二第65页，共97页，编辑于2022年，星期二第66页，共97页，编辑于2022年，星期二通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递1.离子通道偶联的受体2.G蛋白偶联的受体3.与酶连接的受体第67页，共97

32、页，编辑于2022年，星期二1.G-1.G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递 三聚体三聚体GTP结合调节蛋白（结合调节蛋白（trimericGTP-bindingregulatoryprotein）简称简称G蛋白。由蛋白。由、三个亚基组三个亚基组成，成，和和亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上。亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上。G蛋白在信号转导过程中起着蛋白在信号转导过程中起着分子开关分子开关的作用，当的作用，当亚基与亚基与GDP结合时处于关闭状态，与结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态结合时处于开启状态。第68页，共97页，编辑于2022年，

33、星期二G蛋白耦联型受体为蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与并与之结合，胞内结构域与G蛋白耦联。通过与蛋白耦联。通过与G蛋白耦联，调节相关酶蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内信号跨膜传递到胞内。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：cAMP信号通路磷脂酰肌醇信号通路第69页，共97页，编辑于2022年，星期二cAMP信号通路信号通路1.概念概念：细胞外信号和相应的受体结合，导致胞内第二信使细胞外信号和相应的受体结合，导

34、致胞内第二信使cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。的水平变化而引起细胞反应的信号通路。2.组分及分析组分及分析：.激活型激素受体（激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（）或抑制型激素受体（Ri）；）；.活化型调节蛋白（活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（）或抑制型调节蛋白（Gi）；）；.腺苷酸环化酶（腺苷酸环化酶（Adenylylcyclase）3.反应链反应链：激素激素G-G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体G-G-蛋白蛋白腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 cAMPcAMPcAMPcAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶AA基因调控蛋白基因调控蛋白基基 因转录因转录 第70页，共97页，编辑于20

35、22年，星期二磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路1概概念念：胞胞外外信信号号分分子子与与细细胞胞表表面面G蛋蛋白白偶偶联联受受体体结结合合，激激活活质质膜膜上上的的磷磷脂脂酶酶C(PLC)，使使质质膜膜上上4，5二二磷磷酸酸磷磷脂脂酰酰肌肌醇醇（PIP2)水解成1，4，5三磷酸肌醇（IP3)和DG两个信使，胞外信号转换为胞内信号。2.反应链反应链：胞外信号分子胞外信号分子G-G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体G-G-蛋白蛋白 IPIP3 3胞内胞内CaCa2+2+浓度升高浓度升高CaCa2+2+结合蛋白结合蛋白 (CaM)CaM)细胞反应磷脂酶细胞反应磷脂酶C(PLC)C(PLC)DG DG激活激

36、活PKCPKC蛋白磷酸化或促蛋白磷酸化或促NaNa+/H/H+交交 换使胞内换使胞内pHpH 第71页，共97页，编辑于2022年，星期二第72页，共97页，编辑于2022年，星期二主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。第73页，共97页，编辑于2022年，星期二第74页，共97页，编辑于2022年，星期二第75页，共97页，编辑于2022年，星期二第76页，共97页，编辑于2022年，星期二第77页，共97页，编辑于2022年，星期二跨膜12次的糖蛋白。在Mg2+或Mn2+的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP第78页，共97页，编辑于2022年，星期二第79页，共9

37、7页，编辑于2022年，星期二第80页，共97页，编辑于2022年，星期二第81页，共97页，编辑于2022年，星期二2.离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递特点：特点：受体受体/离子通道复合体，四次离子通道复合体，四次/六次跨膜蛋白六次跨膜蛋白 跨膜信号转导无需中间步骤跨膜信号转导无需中间步骤 主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递 有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性第82页，共97页，编辑于2022年，星期二3.与酶连接的受体介导的信号跨膜

38、传递与酶连接的受体介导的信号跨膜传递类型：类型：受体丝氨酸受体丝氨酸/苏氨酸激酶苏氨酸激酶 受体酪氨酸磷酸酯酶受体酪氨酸磷酸酯酶 受体鸟苷酸环化酶（受体鸟苷酸环化酶（ANPs-signalsANPs-signals）酪氨酸蛋白激酶联系的受体酪氨酸蛋白激酶联系的受体特点：特点：通常为单次跨膜蛋白；通常为单次跨膜蛋白；接受配体后发生二聚化而激活，起动其下游信号转导。接受配体后发生二聚化而激活，起动其下游信号转导。第83页，共97页，编辑于2022年，星期二第84页，共97页，编辑于2022年，星期二受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶第85页，共97页，编辑于2022年，星期二第86页，共97页，编辑于2

39、022年，星期二第87页，共97页，编辑于2022年，星期二第88页，共97页，编辑于2022年，星期二第89页，共97页，编辑于2022年，星期二第90页，共97页，编辑于2022年，星期二第91页，共97页，编辑于2022年，星期二由细胞表面整合蛋白介导的信号传递由细胞表面整合蛋白介导的信号传递整合蛋白与粘着斑导致粘着斑装配的信号通路有两条 粘着斑的功能：一是机械结构功能；二是信号传递功能 通过粘着斑由整合蛋白介导的信号传递通路：由细胞表面到细胞核的信号通路由细胞表面到细胞质核糖体的信号通路第92页，共97页，编辑于2022年，星期二第93页，共97页，编辑于2022年，星期二第94页，共

40、97页，编辑于2022年，星期二细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息与蛋白激酶的网络整合信息细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征：具有收敛（convergence）或发散（divergence）的特点细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存细胞以不同的方式产生对信号的适应(失敏与减量调节)蛋白激酶的蛋白激酶的网络整合信息网络整合信息与与信号网络系统信号网络系统中的中的crosstalk 第95页，共97页，编辑于2022年，星期二第96页，共97页，编辑于2022年，星期二本章内容回顾本章内容回顾重点：物质跨膜运输的类型重点：物质跨膜运输的类型钠钾泵的结构和作用机理钠钾泵的结构和作用机理受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用受体和信号分子受体和信号分子cAMP信号通路和信号通路和磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路第97页，共97页，编辑于2022年，星期二