受体和第二信使

细胞生物学：信号转导与第二信使2007-8-12 9:42【大中小】【我要纠错】信号分子这把钥匙一旦打开了细胞表面的受体锁，细胞就要作出应答。

由于细胞自身就是一个社会，有各种不同的结构和功能体系，外来信号应由何种功能体系应答？这就是所谓的信号转导的通路。

■信号转导途径信号转导途径有两个层次，第一是将外部信号转换成内部信号途径，即信号转导途径。

第二层次的含义是外部信号转换成内部信号后从哪个途径引起应答。

医学教育网●两种信号转导途径：一种是通过G蛋白偶联方式，即信号分子同表面受体结合后激活G蛋白，再由G蛋白激活效应物，效应物产生细胞内信号；第二种转导途径是结合的配体激活受体的酶活性，然后由激活的酶去激活产生细胞内信号的效应物（图5-17）。

图5-17 信号转导的两种途径途径①：结合的配体激活G蛋白，然后由G蛋白激活效应物产生信号；途径②：结合配体激活受体的酶活性，然后由激活的受体酶激活产生信号的效应物。

●细胞内生化反应途径：当外部信号被转换成内部信号后，在细胞内的传递途径如何？细胞内各种不同的生化反应途径都是由一系列不同的蛋白和酶组成的，执行着不同的生理生化功能。

各途径中上游蛋白对下游蛋白活性的调节（激活或抑制）主要是通过添加或去除磷酸基团，从而改变下游蛋白的构型完成的（图5-18）。

所以，构成生化反应途径的主要成员是蛋白激酶和磷酸酶，它们能够引起细胞活性的快速变化又迅速恢复。

图5-18 由蛋白激酶和蛋白质磷酸酶构成的信号转导途径■细胞应答与信号级联放大●细胞应答细胞对外部信号的应答通常是综合性反应，包括基因表达的变化、酶活性的变化、细胞骨架构型的变化、通透性的变化、DNA合成的变化、细胞死亡程序的变化等（图5-19）。

这些变化并非都是由一种信号引起的，通常要几种信号结合起来才能产生较复杂的反应，而且通过信号的不同组合产生不同的反应。

图5-19 多种细胞外信号引起动物细胞的应答细胞在信号应答中的每一种最终表现都是受体接受了一套相关的细胞外信号并作出综合应答的结果，图中所示只是推测的简化模式。

一、名词解释：细胞通讯：信号转导：微管组织中心：细胞衰老：分子伴侣：脂质体：细胞周期：亲核蛋白：细胞培养：核型：受体：第二信使：胞吐作用：生物膜：血影：微粒体：细胞培养：细胞黏着分子的类型：核小体，组蛋白非组蛋白；内质网二、填空：1肝细胞中起解毒作用的细胞器有________和_____________。

2过氧化物酶体的标志酶是______________ ，溶酶体的标志酶是______________。

3在神经轴突的物质转运过程中，由两种蛋白介导，一是________________，介导运输小泡由轴突顶端运向胞体；二是________________，介导小泡由胞体运向轴突顶端。

4质子泵有_____________、______________和_____________三种类型。

5NOR位于染色体的__________部位，是________基因所在部位，与间期_____________形成有关。

6真核细胞每一个DNA分子被包装成一条____________，每个有机体的全套染色体中所贮存的全部遗传信息称为____________。

7___________赋予组织弹性，___________赋予组织抗张性。

8在组成某些蛋白质的氨基酸序列中存在着分选信号，称之为___________，这种信号在完成蛋白质分选功能以后通常被结合在膜上的__________酶切除。

9质膜又称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由____________和____________组成的薄膜。

10磷脂酰肌醇信号通路的关键反应是PIP2水解生成______________和_____________两个第二信使，催化这一反应的酶是_____________，这一信号通路又叫_____________系统。

特别注意：我最后一次课给讲过的那些都没再重复，那些可能更是重点！！！简答与问答：1.列举影响膜流动性的因素。

2．什么是细胞融合，诱导细胞融合的方法有哪些？3．癌细胞的基本特性。

第一章植物的水分生理名词解释水势water potential：水溶液的化学势与纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商。

渗透势osmotic potential：由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能因而其水势低于纯水的水势。

压力势pressure potential：细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用，与此同时引起富有弹性的细胞壁产生一种原生质体膨胀的反作用力。

质外体apoplast：由细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系。

共质体symplast：由穿过细胞壁的胞间连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原生质的整体。

渗透作用osmosis：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

根压root pressure：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。

蒸腾作用transpiration：指水分以气体状态通过植物体外表从体内散失到体外的现象。

蒸腾速率transpiration rate：植物在一定时间内单位面积蒸腾的水量。

蒸腾比率transpiration ratio〔TR〕：蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2物质的量比值。

水分利用率water use efficiency〔WUE〕：TR的倒数。

内聚力学说cohesion theory：以水分具有较大的内聚力是以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升的学说。

水分临界期critical period of water：植物在生命周期中，对水最敏感、最易受伤害的时期。

简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水〞。

①水是细胞质主要成分②代谢作用过程的反响物质③植物对物质吸收和运输的溶剂④保持植物固有形态第二章植物的矿质营养名词解释矿质营养mineral nutrition：植物对矿物质的吸收、转运和同化。

大量元素macroelement：植物对某些元素需要量相对较大〔大于10mmol/kg干重〕，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素microelement：植物需要量极微〔小于10mmol/kg干重〕，稍多即发生毒害，Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo溶液培养solution culture：在含有全部或局部营养元素的溶液中栽培植物。

第二信使名词解释细胞生物学
第二信使是细胞生物学中的一个术语，指的是参与细胞信号转导的一类分子。

在细胞信号转导中，细胞通过感受外部或内部的刺激，产生一系列的化学信号，以调节细胞的功能和行为。

其中，第一信使是刺激物（如激素、生长因子等）与细胞膜上的受体结合后产生的，而第二信使则是在激活后，起到传递信号、放大信号和调节下游分子活性的分子。

常见的第二信使包括环磷酸腺苷（cAMP）、鸟苷酸环化酶（cGMP）、磷酸肌醇（IP3）、二鸟苷酸（DAG）等。

这些分子能够通过不同的机制，在细胞内引发一系列级联的反应，从而调节细胞的功能。

第二信使的产生可以通过细胞膜上的受体激活酶、离子通道或其他信号传递蛋白等方式实现。

第二信使在多种生理过程中发挥着重要的作用，包括细胞增殖、分化、凋亡、细胞运动、代谢调节等。

对于了解细胞内的信号传递机制以及药物研发和疾病治疗方面的研究，第二信使的研究具有重要的意义。

第二信使学说
1965年，Southland根据自己和其他科学家的在cAMP方面的工作成果，大胆提出：含氮类激素作用于细胞膜受体，激活细胞膜的腺苷酸环化酶，在细胞内催化ATP生成cAMP，生成的cAMP将激素携带的信息传到细胞内，如果激素是“第一信使”，那么，cAMP作为激素的中介物，是执行激素指令的“第二信使”，通过调节细胞内酶的活性以改变细胞内的生理功能，由于不同的细胞酶种类的差别，cAMP在不同细胞也就产生不同的生物学效应。

在20世纪60年代后期，Southland提供了确凿的证据，表明不同肽类或蛋白质激素作用的特异性，取决于细胞膜的不同受体及cAMP引发的不同化学反应。

也就是说不同激素的靶细胞内酶反应系统有很大的差别。

因此，不同的靶细胞产生的反应也不一样。

如甲状腺腺泡细胞在cAMP作用下合成甲状腺素，肾上腺皮质却促进甾体激素的合成，肾小管上皮细胞则可以增加对水的通透性。

继肾上腺素和胰高血糖素后，相继又发现很多肽类和胺类激素是通过促进cAMP生成发挥作用的。

相反，有些激素则可降低细胞内cAMP浓度以拮抗上述激素的效应。

现在已明确：高等动物几乎所有的组织细胞都装备了腺苷酸环化酶-cAMP这一调节系统。

此外,Southland还发现在粘液菌、海胆、果蝇和蛙类也存在着cAMP，调节这些低等生物对外环境的适应性。

说明cAMP调节系统具有高度保守性，符合生物进化过程中具有重要功能的生物分子如核酸和蛋白质的基本组成成分不变的规律。

说明cAMP是一种在生命活动中起重要作用的小分子化合物。

生化名词解释（第二、三阶段）By 高于斯第二阶段1．glycolysis:糖酵解，在缺氧条件下，葡萄糖分解成乳酸并释放能量的过程。

称糖酵解。

2．gluconeogenesise:糖异生，从非糖物质形成葡萄糖称为糖异生作用。

3．pentose phosphate pathway:磷酸戊糖途径，是除糖酵解生成丙酮酸进入TCA 循环氧化供能的糖代谢主要途径外的另一主要途径。

这条途径产生磷酸戊糖和NADPH。

（书上我自己总结的话。

）葡萄糖在动物组织中降解代谢的重要途径之一。

其循环过程中，磷酸己糖先氧化脱羧形成磷酸戊糖及NADPH，磷酸戊糖又可重排转变为多种磷酸糖酯；NADPH则参与脂质等的合成，磷酸戊糖是核糖来源，参与核苷酸等合成。

（another 百度百科）4. glycogenolysis:糖原分解，糖原先分解成6-磷酸葡萄糖，在肌肉中进入酵解途径，在肝中经6-磷酸葡萄糖磷酸酶催化水解为葡萄糖，释放至血液的过程称为糖原分解。

（表信我==）5. glycogenesis:糖原合成，由很多磷酸化的葡萄糖经过一步步酶促反应最后生成糖原的过程叫糖原合成。

（一定表信我==）6. Oxidative Phosphorylation:氧化磷酸化，代谢物氧化脱氢，经呼吸链传递给氧生成水，同时释放能量，使ADP磷酸化生成ATP, 氧化与磷酸化偶联。

7. aerobic oxidation：糖的有氧氧化，葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成H2O和CO2，同时释放出能量的过程，这是糖氧化的主要方式。

8. tricarboxylic acid cycle：三羧酸循环，又称柠檬酸循环或Kreb循环，由一系列反应组成。

因反应途径以生成三个羧基的柠檬酸开始，故名三羧酸循环。

9. lactate cycle (Cori cycle)：乳酸循环，肌肉收缩通过糖酵解生成乳酸，乳酸经血液入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖进入血液后又可被肌肉摄取，此循环称为乳酸循环（Cori循环）。

答案：一．名词解释1．细胞通讯：是指一个细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内以系列生理生化变化。

2．信号分子：传递信号的分子，是与细胞受体结合，改变受体的性质，引起一系列反应。

3．受体：是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子，绝大多数已经鉴定的受体都是蛋白质且多为糖蛋白，少数受体是糖脂，有的受体是糖蛋白和糖脂组成的复合物。

4．第二信使假说：胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。

5．分子开关：在细胞的信号通路中起正负反馈调节的蛋白。

6．G蛋白耦联受体：是指配体-受体复合物与靶蛋白（效应酶或通道蛋白）的作用要通过与G蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。

7．NO：是一种自由基性质的气体，具脂溶性，可快速扩散透过细胞质膜，到达相邻靶细胞发挥作用。

8．腺苷酸环化酶：是相对分子质量为1.5×105的12次跨膜蛋白，胞质侧具有2个大而相似的催化结构域，跨膜区有2组整合结构域，每组含6个跨膜α螺旋。

9．钙调蛋白：CaM 是真核细胞中普遍存在的钙离子应答蛋白，相对分子质量为16.7×103，多肽链由148个氨基酸残基组成，含4个结构域，每个结构域可结合一个钙离子。

10．离子通道耦联受体：是由多亚基组成的受体/离子通道复合体，本身既有信号（配体）结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤，又称配体门离子通道或递质门离子通道。

11．受体酪氨酸激酶：又称酪氨酸蛋白激酶受体，是细胞表面一大类重要受体家族，迄今已鉴定有50余种，包括6个亚族。

12．受体酪氨酸磷酸酯酶：是一次性跨膜蛋白受体，受体胞内区具有蛋白酪氨酸磷酸酯酶的活性，胞外配体与受体结合激发该酶活性，使特异的胞内信号蛋白的磷酸酪氨酸残基脱磷酸化，因而在静止的细胞内维持被磷酸化的酪氨酸残基水平很低。