细胞间的信息传递和跨膜信号转导
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黑色基本掌握划线重点蓝色不要求,选看细胞的跨膜信号转导第一节概念以及一般特性细胞信号转导(ce11u1arsigna1transduction):细胞感受外界环境的刺激并对刺激做出反应反攻卜界环境变化的信息跨越细胞膜进入细胞并引起内部代谢与功能变化的过程刺激来源:1、化学信号一一来自临近细胞(旁分泌、神经递质)或远隔部位(内分泌)穿过细胞膜或者为受体蛋白接收是主要的信号来源2、物理性刺激——温度、机械力、生物电(高等生物主要由膜感受细胞水平生物电,不感受外界电变化)、电磁波由高度特化的感受器接收种类数量不如化学刺激跨膜转导途径的三大特征:(经典放大通路)激活后续一系列信号分子(信号通路),以引起细胞功能变化转导途径具有很大同源性信息放大功能第二节主要途径化学门控离子通道(chemica11y-gatedionchanne1;1igand-gatedionchanne1;ionotropicreceptor)与配体结合开放离子通道,造成去极化或超极化,途径简单,传导速度快N2型ACh受体:位于骨骼肌细胞运动终板膜上与Aeh结合、通道放进Na、K离子,膜去极化产生终板电位,激活周围肌细胞A型Y-氨基丁酸受体:位于神经元细胞膜上与GABA结合,通道放进C1离子,产生抑制性突触后电位IPSP电压门控和机械门控离子通道1型Ca离子通道:心肌细胞T管膜上的电压门控通道动作电位传递,T管膜去极化,Ca内流并作为第二信使释放肌浆膜内的Ca离子此通道在心肌工作细胞中。
期激活,二期复极化提供主要内向电流非选择性阳离子通道以及K选择性通道:血管内皮细胞上血流切应力刺激,两通道开放有助于Ca进入细胞,激活NOS,使精氨酸产生NO,使血管舒张G蛋白耦联受体介导的跨膜传导发现:肾上腺素与肝细胞膜碎片反应,再用反应物(cAMP)与肝细胞质作用可产生效果,说明肾上腺素与膜上某结构反应再引起胞内反应原癌基因oncogen:碱基排列顺序与一些能在动物内引起肿瘤的病毒DNA相同的基因本身为正常基因,转录产物是正常代谢所必须的,但过度表达时成为癌基因G蛋白通路主要构成:G蛋白耦联受体GPCR、G蛋白、效应器、第二信使、蛋白激酶G蛋白耦联受体:最大的细胞膜受体家族,接受儿茶酚胺、Ach、5-HT等多种激动剂7次跨膜、N外C内、外3环内3环G蛋白:异源三聚体、目前分为6个亚族反应过程见图中文书3-3注意α亚基同时具有结合GTP和激活下游蛋白的功能,另两亚基抑制作用GTP 取代GDP与α亚基结合,结合后GTP被水解为GDP和PiG蛋白效应器:1、下游酶催化生成(或分解)第二信使AC、P1C、PDE等2、离子通道第二信使:细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子CAMP、CGMP、IP3、DG、NO等蛋白激酶:按机制分类:丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(serine/threoninekinase)可将底物蛋白的丝氨酸或苏氨酸P化,占大多数酪氨酸蛋白激酶(tyrosinekinase)可将底物蛋白的酪氨酸P化,数量少,主要在酶耦联受体的信号转导按上游第二信使分类:PKC(Ca离子)、PKA(CAMP)、PKG(cGMP)经典通路:cAMP-PKAB型肾上腺素能受体、促肾上腺皮质激素、胰高血糖素等一一G蛋白激活一AC激活--- cAMP上升 --- PKA ------- 多种作用IP3-CaG蛋白——P1C分解PIP2为IP3和DGIP3——结合肌浆网上的受体,释放Ca离子入细胞质DG ------ 与phosphatidy1serine结合,激活PKC -------- 多种作用第二信使Ca的部分作用回顾:1、在骨骼肌细胞中与troponin结合,使tropomyosin移位,露出actin与myosin的结合位点,开始收缩2、在平滑肌中与一种受体钙调蛋白Camodu1in结合,激活肌球蛋白轻链激酶M1CK,开始收缩3、在血管内皮中与CamOdU1in结合,激活NoS,分解精氨酸生成NO,舒张血管(老师上课说的Viagra的作用机理)G蛋白(及下游第二信使)介导的离子通道举例KaCh通道一一迷走狸经兴奋时释放Ach,通过G蛋白激活此通道,K离子外流,使心肌静息电位增大(超级化),兴奋性降低Kca通道一一高钙(第二信使)时激活,酸思期使心肌超极峪2M⅛Jk≡鱼通道内向电流,使平台期延长酶耦联受体介导的跨膜信号转导包括酪氨酸激酶受体、酪氨酸磷酸酶受体、鸟甘环化酶受体、S/T蛋白激酶受体受体本身具有激酶、环化酶、磷酸酶的作用,不需要与膜耦联的G蛋白和第二信使酪氨酸激酶受体:1、同时具有受体和酪氨酸激酶的功能单肽链蛋白,膜外链与受体结合,膜内链发挥激酶作用与受体结合后P化鹿内链和靶蛋自的酪氨酸通路中RAS为单体G蛋白,不与膜耦联,所以不和定义违背2、受体与激酶分离S/T蛋白激酶受体(RSTK):接受TGF-B超家族(与细胞周期有调节相关)受体结合RSTKII,RSTKII结合并激活RSTKI鸟昔环化酶受体RGC受体结合后不需要G蛋白直接激活GC,合成CGMP,激活PKG,产生多种效应心房钠尿肽、NO(胞质内的可溶性GC)。
细胞膜的跨膜信号转导及其主要方式细胞膜是细胞内外环境之间的重要隔离屏障,同时也是细胞与外界相互作用的关键界面。
细胞膜上存在着许多重要的蛋白质,它们能够感知外界的信号,并将这些信号转导到细胞内部,从而引发一系列细胞内的生理反应,这一过程被称为细胞膜的跨膜信号转导。
细胞膜的跨膜信号转导主要通过以下几种方式进行。
一、离子通道介导的跨膜信号转导细胞膜上存在多种离子通道,如钙离子通道、钠离子通道、钾离子通道等,它们能够感知细胞外环境的信号,例如电位变化、荷电物质浓度变化等,并将这些信号转导到细胞内部。
离子通道的开启或关闭可以导致细胞内离子浓度的变化,从而引发细胞内的生理反应。
比如钙离子通道的开启会导致细胞内钙离子浓度的增加,进而激活一系列钙信号通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡等过程。
二、酶-受体介导的跨膜信号转导细胞膜上存在多种酶-受体,如酪氨酸激酶受体、酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶受体等,它们能够与细胞外的配体结合,激活其内在的酶活性,从而引发细胞内的生理反应。
这种跨膜信号转导的方式常见于生长因子、激素等信号分子的传递过程。
例如,胰岛素受体是一种酪氨酸激酶受体,当胰岛素结合到胰岛素受体上时,会激活胰岛素受体内在的酪氨酸激酶活性,进而引发细胞内的糖代谢等反应。
三、G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导G蛋白偶联受体是一类跨膜蛋白,它们能够与细胞外的信号分子结合,并通过活性的G蛋白介导信号传递到细胞内部。
当G蛋白偶联受体与配体结合时,G蛋白会从其不活性的GDP结合态转变为活性的GTP结合态,从而激活或抑制下游效应物质的活性。
G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导广泛参与调控细胞的生理过程,如细胞的收缩、分化、增殖等。
举个例子,肌球蛋白收缩过程中,肌纤维收缩由G蛋白偶联受体介导,通过激活蛋白激酶C和磷酸酶等下游效应物质,最终引发肌肉的收缩。
四、穿梭蛋白介导的跨膜信号转导穿梭蛋白是一类能够穿越细胞膜的蛋白质,它们能够感知细胞外的信号,并将这些信号转导到细胞内部。
动物生理学名词解释(2)动物生理学名词解释动物生理学名词解释2017-04-09 13:34 | #2楼生理学(physiology):是生物科学的一个分支,是研究生物机体的各种(正常)生命活动现象(机能)和机体个各组成部分的功能及其规律的一门科学。
内环境(internal environment):细胞外液被称为机体的内环境稳态(homeostasis):内环境各种物质在不断转换中达到相对平衡,即动态平衡状态,称稳态。
跨膜信号转导(transmembrane signal transduction):各种能量形式的外界信号作用于细胞时,引起细胞膜上一种或数种特异蛋白质分子的变构作用,将其信息以一种新的信号形式传递到膜内,再引起靶细胞相应功能的改变。
G-蛋白耦联受体(G protein-linked receptor):与化学信号分子(配体)特异结合的独立蛋白质分子,结合后能激活膜内的G-蛋白。
第二信使(second messenger):配体将细胞外信号带到了受体,被称作第一信使(first messenger)。
相对第一信使而言,细胞内能将配体带来的信息传递到细胞内的其它效应器的物质叫第二信使。
极化状态(polarization): (-70mv):静息时细胞膜内负外正的状态。
去极化(depolarization):(-70mv~0mv):极化现象减弱时的状态或过程。
阈电位(threshold potential,TP):膜去极化达到某一临界值时,会诱发AP的发生,这一临界值叫阈电位。
局部电位(local potential):阈下刺激不能引起膜去极化达到阈电位水平,不能形成再生性去极化,只在受刺激部位出现的一个较小去极化电位,称为局部的去极化电位,称局部电位。
突触(synapse):指一个神经元的轴突末梢与另一个神经元的胞体或突起相接触的部位。
神经递质(neurotransmitterNT):由突触前神经元合成并在其末梢释放,经突触间隙扩散到突触后膜,特异性的作用于突触后膜神经元或效应器细胞的受体,导致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。