细胞的信号转导(共22张PPT)
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神经肌肉接头 乙酰胆硷
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
7
（二）电压门控离子通道 1、涵义
接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子 跨膜流动将信号转导到细胞内部。
2、信号转导过程
刺激 细胞膜电位的变化 电
压门控离子通道开放或关闭
离子内流或外流
新信号形成
8
Na+通道和K+通道通道作用示意图
9
（三）机械门控通道
1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程
Na+通道和K+通道刺通道激作用示信意图号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电
位变化→膜内信息→细胞功能改变 几种主要的跨膜信号转导方式
Na+通道和K+通道通道作用示意图 几种主要的跨膜信号转导方式
几种主要的跨膜信号转导方式
离子内流或外流
新信号形成
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变
内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部
位； 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋
白。
11
2）G蛋白（ GTP结合蛋白）
耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ
三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位 点和GTP酶活性。
非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合 一分子的GDP；
磷酸二脂酶(PDE) 磷脂酶A2等
B、 离子通道:
14
4）第二信使：
它是激素、递质、细胞因子等信号分 子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因 子，间接地把细胞外信号转入细胞内。
包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸 肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。
15
16
由G－蛋白介导的跨膜信号转导图
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入胞内 膜电位或其他功能变化
受体-G蛋白-AC途径:
离子通道受体（化学门控通道）
（二）电压门控离子通道
3）G蛋白效应器：
膜外侧-配位体结合点
几种主要的跨膜信号转导方式
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
离子通道受体（化学门控通道）
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
（一）酪氨酸激酶受体（TKR)
发挥生物学效应
18
2. 受体-G蛋白-PLC途径
外界剌激信号
膜受体
G蛋白
激活磷脂酶C（PLC）
水解磷脂酰
肌醇
三磷酸肌醇（ IP3 ）+二酰甘油（DG）
IP3
激活内质网上的IP3受体
Ca2+释放
结合钙调蛋白（CaM）
生成Ca2+.CaM复合物
DG
激活蛋白激酶C
蛋白
发挥生物效应
发挥生理功能
磷酸化底物
19
2
跨膜信号转导的过程
外界信号
细胞膜表面
一种或几
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入
胞内
膜电方式
根据膜受体的结构和功能，跨膜信号 转导的路径可分为三类：
离子通道型受体介导的信号转导 G蛋白藕联受体介导的信号转导
酶联型受体介导的信号转导
4
一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）
◆ 跨膜信号转导概念 指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于
细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊 蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以新的信 号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。
1
受体
概念：能够识别和选择性结合某种配体 （信号分子）的大分子物质
特性：（1）特异性 （2）饱和性 （3）亲和性
22
（二）G蛋白耦联受体介导的信号转导途径
1.受体-G蛋白-AC途径
cAMP
2.受体-G蛋白-PLC途径
磷脂酰肌醇
17
1. 受体-G蛋白-AC途径:
信号物质
膜表面的特异受体
Gs-(兴奋性G蛋白)
激活腺苷酸环化酶 （AC)
胞浆中的ATP分解
膜内侧胞浆
中cAMP增加
激活蛋白激酶A(PKA)
底物蛋白磷酸化
酶藕联受体的类型 ：
酪氨酸激酶受体 酪氨酸激酶结合型受体 鸟苷酸环化酶受体
21
（一）酪氨酸激酶受体（TKR) 特点：
➢ 膜外侧-配位体结合点 ➢ 胞质侧-酪氨酸激酶结构域 ➢ 受体与酶是同一蛋白分子
信号转导过程
肽类激素（胰岛素和细胞因子）
激活酪氨酸
激酶受体
胞质侧酶活性部位活化
激发信号蛋白的信号转导
1、涵义
细胞表面膜存在的能感受机械性刺激 并引起细胞功能改变的通道样结构。
2、实例及信号转导过程
1）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛
2）信号转导过程：
机械信号（声）
静纤毛偏曲
机械门控离子通道开放 离子内流
膜电位变化
10
二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子 1）G蛋白耦联受体 最大的细胞表面受体家族，共有300多种； 受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
结合钙调蛋白（CaM）
当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP，并与另两个亚单位分离，继而激活其
靶蛋白。
神经肌肉接头 乙酰胆硷
20
三、酶耦联受体介导的信号转导
酶耦联受体特点：
➢ 受体只有一次跨膜α-螺旋。
➢ 受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可 直接激活胞质中酶。
2、类型 神经肌接头信息传递
B、 离子通道:
包括: 腺苷酸环化酶(AC)
离子通道受体（化学门控通道） 三、酶耦联受体介导的信号转导
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入胞内
膜电位或其他功能变化
受体-G蛋白-AC途径:
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
磷酸二脂酶(PDE)
电压门控离子通道
机械门控通道
5
（一）离子通道受体（化学门控通道）
1、涵义：
是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质 分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜 离子流动，也称促离子型受体。
2、信号传导过程
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电 位变化→膜内信息→细胞功能改变
3、分布
神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递
6
化学门控离子通道示意图-Ach受体阳离子通道
当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G 蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP， 并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。
GDP 二磷酸鸟苷 GMP 一磷酸鸟苷 GTP 三磷酸鸟苷 12
13
3）G蛋白效应器：
A、催化生成第二信使的酶：
包括: 腺苷酸环化酶(AC) 磷脂酶C(PLC)
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
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（二）电压门控离子通道 1、涵义
接受电信号的受体，通过通道的开、关和离子 跨膜流动将信号转导到细胞内部。
2、信号转导过程
刺激 细胞膜电位的变化 电
压门控离子通道开放或关闭
离子内流或外流
新信号形成
8
Na+通道和K+通道通道作用示意图
9
（三）机械门控通道
1、由离子通道完成的跨膜信号传递过程
Na+通道和K+通道刺通道激作用示信意图号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电
位变化→膜内信息→细胞功能改变 几种主要的跨膜信号转导方式
Na+通道和K+通道通道作用示意图 几种主要的跨膜信号转导方式
几种主要的跨膜信号转导方式
离子内流或外流
新信号形成
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功能改变
内有配体的结合部位，胞浆侧有结合G蛋白的部
位； 通过与配体结合后的构象变化来结合和激活G蛋
白。
11
2）G蛋白（ GTP结合蛋白）
耦联膜受体与效应器的一种特定蛋白，由α、β和γ
三个亚单位组成，其中α亚单位具有鸟苷酸的结合位 点和GTP酶活性。
非活化的G蛋白在膜内与受体分离，其α亚单位结合 一分子的GDP；
磷酸二脂酶(PDE) 磷脂酶A2等
B、 离子通道:
14
4）第二信使：
它是激素、递质、细胞因子等信号分 子作用于细胞膜后细胞内产生的信号因 子，间接地把细胞外信号转入细胞内。
包括cAMP（环磷酸腺苷）、三磷酸 肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环-磷酸鸟苷 (cGMP)和Ca2+等。
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由G－蛋白介导的跨膜信号转导图
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入胞内 膜电位或其他功能变化
受体-G蛋白-AC途径:
离子通道受体（化学门控通道）
（二）电压门控离子通道
3）G蛋白效应器：
膜外侧-配位体结合点
几种主要的跨膜信号转导方式
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
离子通道受体（化学门控通道）
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
（一）酪氨酸激酶受体（TKR)
发挥生物学效应
18
2. 受体-G蛋白-PLC途径
外界剌激信号
膜受体
G蛋白
激活磷脂酶C（PLC）
水解磷脂酰
肌醇
三磷酸肌醇（ IP3 ）+二酰甘油（DG）
IP3
激活内质网上的IP3受体
Ca2+释放
结合钙调蛋白（CaM）
生成Ca2+.CaM复合物
DG
激活蛋白激酶C
蛋白
发挥生物效应
发挥生理功能
磷酸化底物
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跨膜信号转导的过程
外界信号
细胞膜表面
一种或几
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入
胞内
膜电方式
根据膜受体的结构和功能，跨膜信号 转导的路径可分为三类：
离子通道型受体介导的信号转导 G蛋白藕联受体介导的信号转导
酶联型受体介导的信号转导
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一、离子通道型受体介导的信号转导（三类）
◆ 跨膜信号转导概念 指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于
细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊 蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以新的信 号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。
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受体
概念：能够识别和选择性结合某种配体 （信号分子）的大分子物质
特性：（1）特异性 （2）饱和性 （3）亲和性
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（二）G蛋白耦联受体介导的信号转导途径
1.受体-G蛋白-AC途径
cAMP
2.受体-G蛋白-PLC途径
磷脂酰肌醇
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1. 受体-G蛋白-AC途径:
信号物质
膜表面的特异受体
Gs-(兴奋性G蛋白)
激活腺苷酸环化酶 （AC)
胞浆中的ATP分解
膜内侧胞浆
中cAMP增加
激活蛋白激酶A(PKA)
底物蛋白磷酸化
酶藕联受体的类型 ：
酪氨酸激酶受体 酪氨酸激酶结合型受体 鸟苷酸环化酶受体
21
（一）酪氨酸激酶受体（TKR) 特点：
➢ 膜外侧-配位体结合点 ➢ 胞质侧-酪氨酸激酶结构域 ➢ 受体与酶是同一蛋白分子
信号转导过程
肽类激素（胰岛素和细胞因子）
激活酪氨酸
激酶受体
胞质侧酶活性部位活化
激发信号蛋白的信号转导
1、涵义
细胞表面膜存在的能感受机械性刺激 并引起细胞功能改变的通道样结构。
2、实例及信号转导过程
1）实例：前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛
2）信号转导过程：
机械信号（声）
静纤毛偏曲
机械门控离子通道开放 离子内流
膜电位变化
10
二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子 1）G蛋白耦联受体 最大的细胞表面受体家族，共有300多种； 受体由一条7次穿膜的肽链构成，膜外侧和膜
神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸
结合钙调蛋白（CaM）
当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP，并与另两个亚单位分离，继而激活其
靶蛋白。
神经肌肉接头 乙酰胆硷
20
三、酶耦联受体介导的信号转导
酶耦联受体特点：
➢ 受体只有一次跨膜α-螺旋。
➢ 受体分子的胞质侧自身具有酶的活性，可 直接激活胞质中酶。
2、类型 神经肌接头信息传递
B、 离子通道:
包括: 腺苷酸环化酶(AC)
离子通道受体（化学门控通道） 三、酶耦联受体介导的信号转导
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入胞内
膜电位或其他功能变化
受体-G蛋白-AC途径:
1、 G蛋白耦联受体及其家族分子
磷酸二脂酶(PDE)
电压门控离子通道
机械门控通道
5
（一）离子通道受体（化学门控通道）
1、涵义：
是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质 分子，属于化学门控通道。激活时直接引起跨膜 离子流动，也称促离子型受体。
2、信号传导过程
刺激信号→膜通道蛋白开放→离子移动→膜电 位变化→膜内信息→细胞功能改变
3、分布
神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递
6
化学门控离子通道示意图-Ach受体阳离子通道
当配体与受体结合后，受体构象改变，从而激活G 蛋白，此时α亚单位与GDP解离，结合一分子GTP， 并与另两个亚单位分离，继而激活其靶蛋白。
GDP 二磷酸鸟苷 GMP 一磷酸鸟苷 GTP 三磷酸鸟苷 12
13
3）G蛋白效应器：
A、催化生成第二信使的酶：
包括: 腺苷酸环化酶(AC) 磷脂酶C(PLC)