2.胞吐作用exocytosis endocytosis)又叫外排作用 类型: 组成型胞吐作用:连续的运输 调节型胞吐作用:受胞外信号调节的运输 两类胞吐作用的区别: 1 囊泡的受体不同,被转运的物质不同。 2 因而不同种类的物质通过不同的途径排到胞外。 受体的胞内体分选途径 大部分受体返回原来的质膜结构域 有些受体在溶酶体中被消化,即下行调节。 有些受体被运至质膜不同结构域
(三)融合蛋白的作用机制 概念:是指能介导相邻生物膜发生融合的蛋白质,它具有疏水的区域,能与靶膜的脂双层相 互作用,使两个脂双层接近,并使之不稳定,以致双层膜融合。 融合蛋白具有分别与囊泡和靶膜的受体SNARE结合的部位。 举例:病毒融合蛋白 第二节 细胞通讯与信号传递 一、细胞通讯与细胞识识别 (一)细胞通讯 概念:一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。
通讯方式 分泌化学信号分子: 内分泌 旁分泌 自分泌 细胞间接触 细胞间形成间隙连接
(二)细胞识别与信号通路 1 概念:细胞通过其表面的受体与胞外信号分子(配体)选择性地相互作用,从而导致胞内一系列生理生化变化,最终表现为整体的生物学效应的过程。 2 细胞信号传递的通路 由胞外信号转导为胞内信号,或胞外信号分子与胞内受体结合,最终调节基因表达,引起细胞的缓慢应答反应的途径。 由胞外信号转导为胞内,或胞外信号分子与胞内受体结合,信号调节酶的活性,引起细胞的快速应答反应的途径。
(三)细胞的信号分子与受体
信号分子 药物分子 激素 局部介质 神经递质 接触依赖性信号分子
类型 亲水性信号分子子 亲脂性信号分子
受体:有选择性地与特异的配体(信号分子)结合,启动信号传导的生物大分子。 受体(分布) 细胞表面的受体 胞内受体
受体(结构) 与配体结合的区域 产生效应的区域(不一定是具催化功能的基团) 受体与配体的对应关系及生物效应 信号的跨膜传递 第二信使:第一信使与细胞膜上的受体结合后最早在胞内产生的信号分子。如cAMP 、IP3 和DG。 信号传递的终止: 细胞内信号传递过程中两类分子开关蛋白
由可逆磷酸化控制的开关蛋白(蛋白激酶 蛋白磷酸酯酶) GTP结合蛋白(G蛋白)(结合GTP而活化,结合GDP而失活)
。 二、通过细胞内受体介导的信号传递 亲脂性小分子: 脂溶性激素经扩散进入胞内,与胞内受体特异性结合 受体的本质从功能上说是激活的基因表达的调控蛋白。 激素与受体结合 受体与抑制性蛋白分离 活化的受体与特异DNA序列结合 调控基因表达 该类受体的结构: C 端:激素结合部位。 中部:特异DNA序列结合部位。 N端:转录激活结构域 甾类激素: 甾类激素经扩散进入胞内 与受体结合,形成激素受体复合物,受体蛋白构象改变 穿核孔进入核内 受体与特异DNA序列结合 调控基因的表达
NO: NO在胞内合成 (NOS) 扩散到相邻细胞内 与受体鸟苷酸环化酶结合 鸟苷酸环化酶的活性增强 cGMP浓度增高 多种蛋白质级联磷酸化 胞内生理生化反应 广泛的生物学效应
三、介导信号跨膜传递的细胞表面的受体 细胞表面受体的三大家族: 离子通道偶联的受体 G蛋白偶联的受体 酶偶联的受体 (一)离子通道偶联的受体 组成:受体-离子通道复合体 分布:化学突触处(也可分布于内质网等细胞器) 配体:神经递质 被运输物质:具有特异性 (二) G蛋白偶联的受体 G蛋白偶联的受体概念: G蛋白的结构: 三聚体 :由三个亚基组成 由α、β、γ三个不同的亚单位构成,各种G蛋白的差别主要在α亚单位。根据α亚单位的不同可以将G蛋白分为Gs、Gi等。 胞内外在蛋白(与脂双质结合方式) 分子开关 *G蛋白的功能: G蛋白偶联的受体的结构: 7次跨膜 胞外结构域 胞内结构域 G蛋白偶联的受体所介导的细胞信号通路主要有: cAMP信号通路 磷脂酰肌醇信号通路 1cAMP信号通路的组成 概念: 主要组成: Rs与Ri(受体)*差别 Gs与Gi(G蛋白)*差别 : 细胞表面受体与Gs(stimulating adenylate cyclase G protein, Gs) 偶联激活腺苷酸环化酶,产生cAMP第二信使,继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。 细胞表面受体同Gi(inhibitory adenylate cyclase G protein, Gi)偶联则产生与Gs相反的生物学效应。 腺苷酸环化酶 (效应器,又称催化成分) cAMP介导的信号跨膜传递 *RS-GS-腺苷酸环化酶途径: 信号分子(激素)G蛋白偶联的受体结合 G蛋白活化 腺苷酸环化酶活性改变 cAMP浓度(水平)改变 cAMP依赖的蛋白激酶A活性变化
cAMP依赖的蛋白激酶A的活化与功能 cAMP依赖的蛋白激酶A的组成 活化: 发挥功能: 快速应答途径 激活靶酶 缓慢应答途径 穿核孔转运 ---活化基因调控蛋白---调节基因的表达 * 不同类型细胞中,蛋白激酶A对不同套的靶蛋白进行磷酸化,产生不同的生物效应。 cAMP信号的调节与终止 Gi对腺苷酸环化酶活性的调节 环腺苷酸磷酸二酯酶 GTP的水解 激素与受体的分离
2磷脂酰肌醇信号通路(双信使系统) 主要组成: 受体 G蛋白 磷脂酶C(PLC):PLC作用于底物磷脂酰肌醇(PIP2)产生三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)两个第二信使。 *信号传递途径: 激素 受体 G蛋白 磷脂酶C
IP3 Ca+离子通道蛋白 钙调蛋白和蛋白激酶C DG 蛋白激酶C
影响众多生理过程
蛋白激酶C与钙调蛋白的多种功能 蛋白激酶C 钙调蛋白 磷脂酰肌醇信号通路的信号传递的终止 DG信使作用的终止 磷酸化成磷脂酸 酯酶水解成单酯酰甘油 IP3信使作用的终止 去磷酸化形成自由肌醇,
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