2024年农学动物生理学基础复习：跨膜信号转导的主要途径

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　　2024年农学动物生理学基础复习：跨膜信号转导的主要途径

　　I、门控离子通道型受体介导的跨膜信号传导

　　离子通道实际上是特殊的膜蛋白质分子在膜上形成的通道。大多数离子通道都有门，称为门控通道。分为：

　　(1)电压门控通道：主要是分布在除突触后膜和终板膜以外的神经和肌肉细胞表面膜中的Na+、K+、Ca2+等通道。

　　(2)机械门控通道：如神经末梢顶部的纤毛受到切向力弯曲时由于纤毛受力使其根部的膜变形(牵拉)，直接激活了其附近膜中的机械门控通道而出现离子跨膜移动。

　　(3)化学门控通道：要分布于如肌细胞的终板膜和神经元的突触后膜中，如神经-肌肉接头处的N-乙酰胆碱门控通道上，ACh受体身就是离子通道的一个组成部分，因它的激活能直接引起跨膜离子流动，故又称为通道型受体,或促离子型受体。该通道由2α.β.γ.δ组成的5个亚基构成，ACh的结合位点就存在于2个α亚单位上,当两个ACh与之结合后引起Na+通道开放。因为这种通道只有在膜外特定的化学信号(配体)与膜上的受体结合后才开放又称配子门控通道。

　　(4)细胞间通道：许多低等动物或动物的某些细胞如，平滑肌细胞、心肌细胞及中枢的某些神经细胞之间存在着缝隙连接，当某些因素存在时，在缝隙连接处的两侧膜蛋白颗粒发生对接，形成沟通相邻细胞浆的通道，而在另一些因素存在时，沟通的通道消失。

　　II、G蛋白偶联蛋白与第二信使介导的跨膜信号传导

　　由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导至少与膜内4种物质有关。

　　1、G蛋白耦联受体 受体蛋白质是能与化学信号分子进行特异结合的独立的蛋白质分子，包括α和β 肾上腺素能受体，Ach受体,多数肽类激素,5-羟色氨受体,嗅觉受体,视紫红质受体等。

　　2、G-蛋白

　　G-蛋白是鸟苷酸结合蛋白的简称。有兴奋(Gs、Go)型和抑制(Gi)型两种，可分别引起效应器酶的激活和抑制而导致细胞内第二信使物质增加或减少。

　　①受体与配体结合后构型变化，激活膜内侧G蛋白，

　　②G-蛋白通常由α、β、γ3个亚基组成，

　　③当它被激活时便与GDP分离，而与一个分子的GTP(三磷酸鸟苷)结合，

　　④这α亚基与其它两个亚基(β-γ)分离，分别对膜中的效应器酶起作用。

　　3、G蛋白效应器

　　(1)能催化第二信使生成的酶：位于细胞膜上的腺苷酸环化酶(AC)、磷脂酶C(PLC);依赖于cGMP的磷酸二酯酶(PDE)及磷脂酶A2它们能激活相应的腺苷酸环化酶等使胞浆中的第二信使物质增加。

　　(2)离子通道

　　4、第二信使

　　腺苷酸环化酶能催化ATP生成cGMP，cGMP可把激素的信号带入细胞浆，进而导致细胞生理功能的改变。作用于细胞膜的信号(如肾上腺素)叫第一信使;

　　由细胞外信号分子作用于细胞膜而产生的细胞内信号分子(如cAMP)叫第二信使.第二信使物质有环一磷酸腺苷(cAMP)，三磷酸肌醇(IP3)，二酰甘油(DG)环一磷酸鸟苷(cGMP)和Ca2+;第二信使的功能是调节各种蛋白激酶和离子通道。

　　III、酶偶联受体介导的跨膜信号传导

　　1、具有酪氨酸激酶的受体

　　该受体简单, 只有一个横跨细胞膜的α螺旋,有两种类型:

　　(1)受体具有酪氨酸激酶的结构域,即受体与酪氨酸激酶是同一个蛋白质分子。当与相应的化学信号结合时,直接激活自身的酪氨酸激酶结构域,导致受体自身或细胞内靶蛋白的磷酸化。

　　(2)受体本身没有酶的活性，但当它被配体激活时立即与酪氨酸激酶结合，并使之激活，通过对自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信号传入细胞内 。

　　2、具有鸟苷酸环化酶受体

　　该受体也只有一个跨细胞膜的α螺旋，其膜内侧有鸟苷酸环化酶，当配体与它结合后，即将鸟苷酸环化酶激活，催化细胞内GTP生成cGMP，cGMP又可激活蛋白激酶G(PKG)，PKG促使底物蛋白质磷酸化，产生效应。

　　上述几种跨膜信号转导过程并不是决然分开的,相互之间存在着错综复杂的联系,形成所谓的信号网络。

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