工學]08細胞通訊與信號傳遞(編輯修改稿)
2025-02-15 00:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 五羥色胺的受體； ? 陰離子通道 ， 如甘氨酸和 γ－氨基丁酸的受體 。 一、離子通道型受體 Chemical synapse Acetylcholine receptor Three conformation of the acetylcholine receptor Ionchannel linked receptors in neurotransmission ? G蛋白：即： trimeric GTPbinding regulatory protein。 ? 組成： αβγ三個亞基 ， α 和 γ亞基屬于脂錨定蛋白 。 ? 作用：分子開關 ， α亞基結合 GDP處于關閉狀態(tài) ， 結合GTP處于開啟狀態(tài) 。 α亞基具有 GTP酶活性 ， 能催化所結合的 ATP水解 ， 恢復無活性的三聚體狀態(tài) ， 其 GTP酶的活性能被 GAP增強 。 二、 G蛋白耦聯(lián)型受體 ? G蛋白耦聯(lián)型受體： 7次跨膜蛋白 ， 胞外結構域識別信號分子 ， 胞內(nèi)結構域與 G蛋白耦聯(lián) ， 調(diào)節(jié)相關酶活性 ， 在細胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使 。 ? 類型： ① 多種 神經(jīng)遞質 、 肽類激素 和 趨化因子 的受體 ， ②味覺 、 視覺 和 嗅覺 感受器 。 ? 相關信號途徑： cAMP途徑 、 磷脂酰肌醇途徑 。 GTPbinding regulatory protein （一） cAMP信號途徑 ? 通過調(diào)節(jié) cAMP的濃度 ， 將細胞外信號轉變?yōu)榧毎麅?nèi)信號 。 ? 主要組分： ? ① 激活型 受體 （ Rs） 或抑制型受體 （ Ri） ； ? ② 活化型 調(diào)節(jié)蛋白 （ Gs） 或抑制型調(diào)節(jié)蛋白 （ Gi） ； Gprotein linked receptor ? ③ 腺苷酸環(huán)化酶 ：跨膜 12次 。 在 Mg2+或 Mn2+的存在下 ，催化 ATP 生成cAMP。 Adenylate cyclase ? ④ 蛋白激酶 A（ Protein Kinase A， PKA） ：由兩個催化亞基和兩個調(diào)節(jié)亞基組成 。 cAMP與調(diào)節(jié)亞基結合 ， 使調(diào)節(jié)亞基和催化亞基解離 ， 釋放出催化亞基 ， 激活蛋白激酶 A的活性 。 ? ⑤ 環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶 （ cAMP phosphodiesterase, PDE ） ：降解cAMP生成 5’AMP， 起終止信號的作用 。 Degredation of cAMP ? Gs調(diào)節(jié)模型 : ? 激素與 Rs結合 ， Rs構象改變 ， 與 Gs結合 ， Gs的 α亞基排斥GDP， 結合 GTP而活化 ， Gs解離出 α和 βγ。 – α亞基活化腺苷酸環(huán)化酶 ， 將 ATP轉化為 cAMP。 – βγ亞基復合物也可直接激活某些胞內(nèi)靶分子 。 ? 霍亂毒素能催化 ADP核糖基共價結合到 Gs的 α亞基上 ， 使 α亞基喪失 GTP酶的活性 ， 處于持續(xù)活化狀態(tài) 。 導致霍亂病患者細胞內(nèi) Na+和水持續(xù)外流 ， 產(chǎn)生嚴重腹瀉而脫水 。 ? cAMP信號途徑可表示為： – 激素 → G蛋白耦聯(lián)受體 → G蛋白 → 腺苷酸環(huán)化酶 → cAMP – → 依賴 cAMP的蛋白激酶 A→ 基因調(diào)控蛋白磷酸化 → 基因轉錄。 ? 不同細胞對 cAMP信號途徑的反應速度不同： – 在肌肉細胞， 1秒鐘內(nèi)可啟動糖原降解為葡糖 1磷酸，而抑制糖原合成。 – 在某些分泌細胞，需要幾個小時， 激活的 PKA 進入細胞核，將CRE結合蛋白磷酸化，調(diào)節(jié)相關基因的表達。 CRE（ cAMP response element ）是 DNA上的調(diào)節(jié)區(qū)域。 Glycogen breakdown in skeletal muscle cAMP activate protein kinase A, which phosphorylate CREB（ CRE binding protein ） protein and initiate gene transcription. CRE is cAMP response element in DNA. ? Gi調(diào)節(jié)模型 ? ① 通過 α亞基與腺苷酸環(huán)化酶結合 ， 直接抑制酶的活性； ? ② 通過 βγ亞基復合物與游離 Gs的 α亞基結合 ， 阻斷 Gs的 α亞基對腺苷酸環(huán)化酶的活化 。 ? 百日咳毒素抑制 Gi的活性 。 ? 胞外信號分子與細胞表面 G蛋白耦聯(lián)受體結合 ， 激活質膜上的磷脂酶 C（ PLCβ） ， 使質膜上 4， 5二磷酸磷脂酰肌醇 （ PIP2） 水解成 1， 4， 5三磷酸肌醇 （ IP3） 和二酰基甘油 （ diacylglycerol, DG） 。 – DG激活蛋白激酶 C（ PKC） ： – IP3開啟胞內(nèi) IP3門控鈣通道 ， Ca2+濃度升高 ， 激活鈣調(diào)蛋白 。 （二）磷脂酰肌醇途徑 Inositol phospholipid signaling Mimicked by ionomycin PIP2 Hydrolysis “雙信使系統(tǒng)”反應鏈 IP3 ↓ 胞內(nèi) Ca2+濃度升高 ↓ Ca2+結合蛋白 (CaM) ↓ 細胞反
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