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中级主管药师考试辅导-细胞的跨膜信号转导
来源:医学全在线 更新:2008/10/17 字体:

调节机体内各种细胞在时间和空间上有序的增殖、分化,协调它们的代谢、功能和行为,主要是通过细胞间数百种信号物质实现的。这些信号物质包括激素、神经递质和细胞因子等。根据细胞膜上感受信号物质的蛋白质分子的结构和功能的不同,跨膜信号转导的路径大致分为G-蛋白耦联受体介导的信号转导、离子通道受体介导的信号转导和酶耦联受体介导的信号转导三类。

  1.G-蛋白耦联受体信号转导的主要途径已知有100多种配体可通过G蛋白耦联受体实现跨膜信号转导,包括生物胺类激素如肾上腺素去甲肾上腺素、组胺、5-羟色胺,肽类激素如缓激肽、黄体生成素、甲状旁腺激素,以及气味分子和光量子等。根据效应器酶以及胞内第二信使信号转导成分的不同,其主要反应途径有以下两条:

  (1)受体-G蛋白-Ac途径:激素为第一信使,带着内外界环境变化的信息,作用于靶细胞膜上的相应受体,经G-蛋白耦联,激活膜内腺苷酸环化酶(Ac),在Mg2+作用下,催化ATP转变为环磷酸腺苷(cAMP),则细胞内的cAMP作为第二信使,激活cAMP依赖的蛋白激酶(PKA),进而催化细胞内多种底物磷酸化,最后导致细胞发生生物效应,如细胞的分泌,肌细胞的收缩,细胞膜通透性改变,以及细胞内各种酶促反应等。

  (2)受体-G蛋白PLC途径:胰岛素缩宫素、催乳素,以及下丘脑调节肽等与膜受体结合使其活化后,经G蛋白耦联作用,激活膜内效应器酶——磷脂酶C(PLC),它使磷脂酰二磷酸肌醇(PIP2)分解,生成三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。IP3和DG作为第二信使,在细胞内发挥信息传递作用。IP3首先与内质网外膜上的ca2+通道结合,使内质网释放Ca2+入胞浆,导致胞浆内Ca2+浓度明显增加,Ca2+与细胞内钙调蛋白(CAM)结合,激活蛋白激酶,促进蛋白质酶磷酸化,从而调节细胞的功能活动。DG的作用主要是特异性激活蛋白激酶C(PKC)。PKC与PKA-样可使多种蛋白质或酶发生磷酸化反应,进而调节细胞的生物效应。医学全在线www.med126.com

  2.离子受体介导的信号转导途径离子通道受体也称促离子型受体,受体蛋白本身就是离子通道,通道的开放既涉及到离子本身的跨膜转运,又可实现化学信号的跨膜转导。例如,骨骼肌终板膜上N2型ACh受体为化学门控通道,当与ACh结合后,发生构想变化及通道的开放,不仅引起Na+和K+经通道的跨膜流动,而且它们的跨膜流动造成膜的去极化,并以终板电位的形式将信号传给周围肌膜,引发肌膜的兴奋和肌细胞的收缩,从而实现ACh的信号跨膜转导。

  3.酶耦联受体介导的信号转导途径酶耦联受体具有和G蛋白耦联受体完全不同的分子结构和特性,受体分子的胞质侧自身具有酶的活性,或者可直接结合与激活胞质中的酶。较重要的有氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体两类。①酪氨酸激酶受体本身具有酪氨酸蛋白激酶(PTK)活性。当激素与受体结合后,可使位于膜内区段上的PTK激活,进而使自身肽链和膜内蛋白底物中的酪氨酸残基磷酸化,经胞内一系列信息传递的级联反应,最终导致细胞核内基因转录过程的改变以及细胞内相应的生物效应。大部分生长因子、胰岛素和一部分肽类激素都是通过该类受体信号转导。②鸟苷酸环化酶受体与配体(心房钠尿肽)结合,将激活鸟苷酸环化酶(GC),GC使胞质内的GTP环化,生成cGMP,cGMP结合并激活蛋白激酶G(PKG),PKG对底物蛋白磷酸化,从而实现信号转导。

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