第七篇细胞膜与细胞信号转导

G蛋白偶联受体
结构特点： ①一条７次跨膜α螺旋多肽链； ②氨基末端朝向膜外，有４个胞外区，羧基末 端朝向细胞膜内，有４个胞内区； ③在氨基末端带有糖基化位点，羧基末端第３个襻 和羧基末端各有发生磷酸化的位点。
2020/11/4
8
G-蛋白偶联受体
2020/11/4
9
分布广泛，类型多样，包括多种激素受体、神经递质 受体、眼的光激活受体、与嗅觉有关的受体等等。
2020/11/4
30
信号传导通路
信号分子 膜受体 生物学效应
G蛋白 PLC
DAG/IP3
底物蛋白
2020/11/4
31
2020/11/4
32
DAG，IP3的生物合成
PIP2
PLC
DAG + IP３
2020/11/4
33
DAG，IP3的 功 能
IP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞 内 Ca2+释放。
2020/11/4
5
膜受体的结构：多为跨膜糖蛋白，其肽链可一次或 多次穿膜，完整膜受体应包括三个部分：识别部即 配体结合区域；效应部即产生效应的区域；转换部 即受体与效应部之间偶联的部分。
2020/11/4
6
膜受体的分类
G蛋白偶联受体、 受体酪氨酸激酶、 配体闸门通道、
2020/11/4
7
指外界信号（如光、电、化学分子）与细胞细 胞表面受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化， 进而引起细胞应答反应的一系列过程。
2020/11/4
4
受体
概念：存在于细胞膜或细胞内、能够接收外界的信 号，并将这一信号转化为细胞内的一系列生物化学 反应，从而对细胞的结构或功能产生影响的蛋白质 分子
特征：①特异性；②饱和性；③高度的亲和力； ④可逆性。
C
R 2cAMP
Pi Pi Pi
N
2020/11/4 转录活化域
CREB
DNA结合域
源自文库核膜
27
PKA对代谢的调节作用
通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节 功能。
.对肝脏的作用
.对肌肉的作用
.对脂肪组织
.对心脏的作用
2020/11/4
28
磷脂酰肌醇信号通路
组成：
胞外信息分子：乙酰胆碱、血管紧张素等；
第七章 细胞膜与细胞信号转导
第一节 基本概念 第二节 膜表面受体介导的信号转导
2020/11/4
1
１基因转录 ２细胞增殖 ３细胞存活 ４细胞死亡 ５细胞分化 ６细胞运动性 ７细胞免疫反应
2020/11/4
2
第一节 基本概念
信号转导 受体 配体
2020/11/4
3
信号转导 （signal transduction）
内源性配体：生长因子、细胞因子。 功能：激活酪氨酸激酶
2020/11/4
11
当配体与配体结合区结合后，通过蛋白质构象的变化， 使位于细胞质部分的激酶活性区的酪氨酸残基发生自体 磷酸化.
可以与具有SH2结构域的蛋白质。 结合并使之激活，激活后的蛋白质进一步催化细胞内的
生物化学反应，从而把细胞外的信号转导到细胞内。
cAMP
ATP
2020/11/4
24
cAMP 的合成与分解
ATP
AC
Mg2+
PPi
cAMP
磷酸二酯酶
Mg2+
H2O
5´-AMP
2020/11/4
25
cAMP的作用机理
PKA的激活 R 调节亚基 C 催化亚基
2020/11/4
26
Gs
AC
ATP cAMP
细胞膜 蛋白磷酸化
CR CR
C
R 2cAMP
2020/11/4
12
受体酪氨酸激酶
2020/11/4
13
2020/11/4
14
配体闸门通道
自身为离子通道的受体，主要存在于神经、肌肉等可 兴奋细胞。
信号分子：神经递质
结构：由5个亚单位组成，每个亚单位又带有4个疏水 的跨膜区域,其羧基末端和氨基末端均朝向细胞外基质。 5个亚单位在细胞膜上共同构成一个通道，每一个亚单 位的M2跨膜区域的氨基酸组成与细胞内外离子的通过 有关。
②活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）；
③腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC） ：是位于细
胞膜上的G蛋白效应蛋白之一位于细胞膜上，跨膜12次。
在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP。
2020/11/4
23
腺苷酸环化酶
RＲ
β γ
βα GDP γ GTP
AA CC
2020/11/功4 能：离子通道。
15
乙酰胆碱受体
2020/11/4
16
神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象， 导致离子通道的开启或关闭，改变质膜的离子通透 性，瞬间将胞外化学信号转换为电信号，继而改变 突触后细胞的兴奋性。
2020/11/4
17
第二节 细胞表面受体介导的信号转导
膜表面受体； 化学信号分子; G蛋白; cAMP信号通路.
内源性配体：神经递质、激素、外源性刺激、化合物。 功能：激活G蛋白
2020/11/4
10
受体酪氨酸激酶
类型： ①存在于胞质中，激活后使底物蛋白酪氨酸残基磷酸化； ②存在于胞膜上，起受体作用，同时有酪氨酸激酶的作用。
结构：单次跨膜蛋白，包括３个区域，①配体结合区；②跨 膜区；③激酶活性区：具有酪氨酸激酶的活性。
2020/11/4
18
2020/11/4
细胞表面受体
19
化学信号分子
亲水性：神经递质、生长因子、局部化学递质、和 大多数肽类激素，需与胞膜上相应受体结合。
2020/11/4
20
G蛋白
即鸟苷酸结合蛋白， 组成：α，β，γ三个亚基组成的异源三聚体。 作用：分子开关，α亚基结合GDP处于关闭状态，结合
G蛋白，
磷脂酶C(phospholipase C, PLC)：作用于磷酸肌 醇上的磷酸基团，形成1,4,5三磷酸肌醇（IP3）和 留在膜结构上的二酰甘油（DAG）；
蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)
2020/11/4
29
Mimicked by ionomycin
磷脂酰肌醇信号通路
GTP处于开启状态。α亚基具有GTP酶活性，能催化所结 合的GTP水解为GDP，恢复无活性的三聚体状态。
2020/11/4
21
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
2020/11/4
22
cAMP信号通路
环腺苷酸（cAMP）是最早阐明的第二信使分子
主要组分：
①激活型受体（Rs）或抑制型受体（Ri）；
DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKC。
2020/11/4
34
PKC 对基因的早期活化和晚期活化