第九章細胞通訊與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第一節(jié)細胞識別第二節(jié)信號的跨膜傳遞通路第三節(jié)第二信使及其功能思考題細胞通訊(cellcommunication)是指一個細胞發(fā)出的信息可通過介質(zhì)傳遞到另一個細胞，通過受體的識別和信號傳遞作用引起細胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)。細胞通訊細胞通訊有三種方式：

（1）細胞通過信號分子進行相互通訊；

（2）細胞間直接接觸相互通訊；

（3）細胞間通過間隙連接相互通訊。細胞通訊的路徑細胞通訊通過：細胞識別信號跨膜傳遞生物效應(yīng)?？梢姡毎R別是細胞通訊的一個首要環(huán)節(jié)，其分子基礎(chǔ)是膜受體。

受體是細胞膜或細胞內(nèi)的功能性糖蛋白，可特異地識別配體并與之結(jié)合，引起相應(yīng)的生物效應(yīng)。

配體是細胞外的信號分子，如：激素、藥物、神經(jīng)遞質(zhì)、毒素等。膜受體：細胞膜上特異性的蛋白質(zhì)或脂類分子。受體：膜受體胞內(nèi)受體（一）膜受體的概念（二）膜受體的特性特異性高親和性可飽和性可逆性

調(diào)節(jié)部位催化單位轉(zhuǎn)換單位（三）膜受體的分子結(jié)構(gòu)（四）膜受體類型離子通道受體：如N-AchR為Na+通道，

r-氨基丁酸受體的Cl-

通道催化受體：有TPK活性，如EGFR、PDGFR等。偶聯(lián)G蛋白受體：有G蛋白介導(dǎo)，如多巴胺受體等。單體型受體：一個蛋白分子復(fù)合型受體：兩個或多個蛋白分子膜受體類型:離子通道受體

摧化受體偶聯(lián)G蛋白受體圖示細胞表面信號三類受體模式圖（五）膜受體的功能膜受體的分布：

同一個細胞上有不同的受體

不同的細胞上有相同和不同的受體膜受體的功能：

信號跨膜傳遞

細胞識別細胞與細胞之間的識別

白細胞吞噬細菌等異物精卵結(jié)合而不與其他細胞結(jié)合；巨噬細胞吞噬衰老紅細胞細胞識別：細胞與細胞之間或細胞與分子之間的認識和鑒別。細胞與分子之間的識別：與大分子如LDL識別，介導(dǎo)內(nèi)吞與細胞膜上分子識別，介導(dǎo)粘附與激素、神經(jīng)遞質(zhì)分子識別，介導(dǎo)信號傳導(dǎo)細胞識別的方式：受體與其識別的配體間有互補的結(jié)構(gòu)關(guān)系，可識別并互補結(jié)合。

信號的跨膜傳遞（一）離子通道受體的信息傳導(dǎo)機制：受體自身為離子通道，信號（神經(jīng)遞質(zhì)）與受體識別結(jié)合，開閉通道，離子流動，改變細胞膜的興奮性。（二）催化受體的信息傳導(dǎo)機制：自身是酶，具有TPK活性，主要是一些生長因子的受體，與配體結(jié)合即活化，使靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化，引起細胞反應(yīng)。（三）偶聯(lián)G蛋白受體的信息傳導(dǎo)機制：由G蛋白介導(dǎo),將信息傳遞給第二信使,引起一系列胞內(nèi)生物效應(yīng)。G蛋白：鳥苷酸結(jié)合蛋白的總稱，其共同特征是：

由三個亞單位組成；

位于細胞膜受體與效應(yīng)器之間的轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白；

具有結(jié)合GDP或GTP的能力，有GTP酶活性；

可激活效應(yīng)蛋白，實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。偶聯(lián)G蛋白受體的信息傳導(dǎo)途徑：CAMP信號途徑

CGMP信號途徑

IP3信號途徑

DG信號途徑

Ca2+信號途徑1、CAMP信號途徑：

信號與受體結(jié)合，受體活化，構(gòu)象改變，暴露與G蛋白的結(jié)合部位。配體－受體復(fù)合物與G蛋白結(jié)合，G活化，Gsα構(gòu)象改變，結(jié)合GTPGsα-GTP復(fù)合物與βγ分離，暴露與AC的結(jié)合部位。Gsα-GTP與AC結(jié)合，

AC活化，分解ATP為CAMPGsα分解GTP為GDP，構(gòu)型改變，與AC分離，AC失活，Gsα與βγ結(jié)合，恢復(fù)靜息狀態(tài)。

信號（配體）圖示GS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程模式圖

CAMP信號途徑刺激型信號途徑抑制型信號途徑

刺激型信號抑制型信號

RsRi

Gs

Gi

AC

ATP→CAMP抑制

被磷酸二酯酶降解CAMP信號途徑2、CGMP信號途徑

與CAMP途徑相似，比較如下：

CAMP途徑CGMP途徑效應(yīng)型AC

GC分布AC在膜上GC在膜或細胞質(zhì)中第二信使CAMP

CGMP含量多少，為CAMP的1/10功能分化分裂舉例肝細胞上β腎上腺素受體視桿細胞的光感效應(yīng)

介導(dǎo)的糖元分解

CGMP信號途徑3、甘油二酯和三磷酸肌醇途徑細胞膜中約5%的肌醇磷脂（PI），分布于膜內(nèi)層，在ATP作用下，PI磷酸化形成PIP2（4，5二磷酸肌醇）。受體+配體活化GpGp+磷脂酶C

磷脂酶C活化

P1P2IP3+DAG

（第二信使）甘油二酯和三磷酸肌醇途徑的模式圖甘油二酯和三磷酸肌醇途徑與CAMP途徑比較：

CAMP途徑甘油二酯和三磷酸肌醇途徑

G蛋白GsGiGp

效應(yīng)器AC

磷脂酶C

底物ATP

P1P2

第二信使CAMPIP3

DAG4、Ca2+信號途徑Ca2+進入胞質(zhì)的兩種途徑：

通過膜Ca2+通道胞外胞質(zhì)內(nèi)通過ER上Ca2+通道內(nèi)質(zhì)網(wǎng)庫胞質(zhì)內(nèi)Ca2+進入胞質(zhì)的過程：Ca2+受體激活

G蛋白活化

打開細胞膜Ca2+通道

IP3

打開細胞內(nèi)鈣庫膜Ca2+通道導(dǎo)致胞質(zhì)內(nèi)[Ca2+]上升導(dǎo)致胞內(nèi)[Ca2+]上升信使分為三大類：第一信使：配體，如激素、藥物、神經(jīng)遞質(zhì)等第二信使：胞質(zhì)中的信號物質(zhì)CAMP、CGMP、Ca2+、IP3、DG第三信使：細胞核中的信號物質(zhì)第一信使通過膜受體的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用將信息指令傳給第二信使，由第二信使啟動并指導(dǎo)完成胞內(nèi)一系列生物效應(yīng)。第二信使的作用：直接作用于效應(yīng)蛋白如離子通道，產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)或激活細胞內(nèi)的蛋白激酶系統(tǒng)，引起級聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生生物效應(yīng)。第三信使直接調(diào)節(jié)基因的活動。第二信使的作用

cAMP的作用cAMP

PKA（絕大多數(shù)細胞），調(diào)節(jié)代謝，促進細胞分化。

離子通道（嗅上皮細胞），調(diào)節(jié)離子通道的通透性。

cGMP的作用cGMP

PKG（絕大多數(shù)細胞），調(diào)節(jié)代謝，促進細胞分裂。離子能道（視網(wǎng)膜光感受器），調(diào)節(jié)離子通透性。IP3

ER上IP3受體鈣庫釋放Ca2+胞內(nèi)Ca2+上升級聯(lián)反應(yīng)生物效應(yīng)；DAG蛋白激酶C蛋白酶的磷酸化生物效應(yīng)；Ca2+

CaM，Ca2+的作用廣泛，如肌肉收縮、Ach釋放等。IP3、DAG、Ca2+的作用