人体生理学课件-细胞的跨膜信号传递功能.pptVIP

* 细胞的跨膜信号传递功能 一、跨膜信号转导概念的提出 不同形式的细胞接受不同的外来信号的刺激并引起相应的反应时,存在着明显的共性: 信号通常不进入细胞或直接影响细胞内过程, 先作用于细胞表面(类固醇激素和甲状腺素除外),通过膜蛋白的变构,以新的信号形式传递到膜内,引发细胞功能改变.跨膜信号转导 (transmembrane signal transduction) 跨膜信号传递 (transmembrane signaling) 信号和细胞反应形式多种,但传导过程都是通过少数几类方式或途径实现的. 二、几种主要的跨膜信号转导方式 (一) 通过离子通道蛋白质完成的跨膜信号转导 配体门控通道 (Ligand-gated channels) N-型 乙酰胆碱受体 (N-type Acetylcholine Receptor ) 促离子型受体(ionotropic receptor) 四种亚单位组成的五聚体; 除Ach外,还可选择性地与烟碱(nicotine)结合,; 开放时允许Na+内流和少量K+外流. 电压门控通道 (voltage-gated channel) Na+,Ca+ K+ 机械门控通道 (mechanically channel) (二) 由膜的特异受体蛋白、G蛋白和膜的效应酶组成的 跨膜信号传递系统 受体 G-protein-coupled Metabotropic G-蛋白 效应器酶 cAMP, IP3, DG ? ? ? 蛋白激酶A, C 底物蛋白磷酸化-丝氨酸、苏氨酸残基 近100种结构类似 7个?-螺旋跨膜段/ N-末端在胞外/识别与结合部位常为第7 ?-螺旋段 由?、?、? 3个亚单位组成 , ? 亚单位为催化亚单位. 按?亚单位效应等不同，分类：Gi / Gs / G0 / Gt / Gq 等 生成cAMP的腺苷酸环化酶, 产生IP3/DG的磷脂酶C等 受体的分型和亚型 酪氨酸激酶受体 (tyrosine receptor) : 一个?-螺旋, 一个较短的膜内肽段; 没有G-蛋白参与; 也无胞浆中的第二信 使和蛋白激酶参与; 磷酸化位点是底物 蛋白的酪氨酸残基. (三) 由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导 三、跨膜信号转导和原癌基因 原癌基因 (cellular proto-oncogene): 染色体中决定与跨膜信号转导有关蛋白质如受体、G-蛋白、生长因子和蛋白激酶等的一类基因. 它们的碱基排列顺序与能引起动物肿瘤的病毒DNA的碱基排列顺序相一致. 它们的 变异可致遗传性疾病. 细胞膜变化和第二信使可以激活其中的一类快速基因, 其 表达的蛋白质进入核内后诱导其他基因表达如受体、酶等蛋 白质. 外界信号可以引起细胞的快速、即时反应, 也可通过蛋白 分子的合成等,引起细胞的长时程改变. 第三节 细胞的跨膜电变化 (一) 神经和骨骼肌的生物电现象 神经-肌肉标本实验提示生物电现象的存在和意义. 兴奋性和兴奋概念的发展: 兴奋性: 活的组织和细胞对外界刺激发生反应的能力. 具有兴奋性的细胞 (组织) 称为可兴奋细胞(组织). 兴奋: 活的组织和细胞对外界刺激发生的反应. 现代生理学: 兴奋性: 活的组织和细胞受刺激时发生动作电位的能力. 兴奋: 产生了动作电位, 是动作电位的同义语. 刺激引起兴奋的条件和阈刺激 刺激引起兴奋的条件: a.刺激强度 b.刺激时间 c.刺激强度对时间的变化率. 阈强度(阈刺激, 阈值): 当刺激作用时间和强度时间 变化率都不变时,引起组织兴 奋所需的最小刺激强度. 阈刺激的大小可以衡量细胞的兴奋性高低. (一) 单一细胞的跨膜静息电位和动作电位 细胞水平的生物电现象的观察和记录方法 微电极细胞外记录和细胞内记录: 细胞水平的生物电现象主要二种形式: 安静时保持的静息电位 受刺激时产生的动作电位 静息电位 (resting potential): 指细胞未受刺激时 存在于细胞膜内外 两侧的电位差. 故 也称跨