第二节细胞的跨膜信号传递功能一、跨膜信号转导概念的提出不同形式的细胞接受不同的外来信号的刺激并引起相应的反应时,存在着明显的共性:•信号通常不进入细胞或直接影响细胞内过程,先作用于细胞表面(类固醇激素和甲状腺素除外),通过膜蛋白的变构,以新的信号形式传递到膜内,引发细胞功能改变.跨膜信号转导(transmembranesignaltransduction)跨膜信号传递(transmembranesignaling)•信号和细胞反应形式多种,但传导过程都是通过少数几类方式或途径实现的.二、几种主要的跨膜信号转导方式(一)通过离子通道蛋白质完成的跨膜信号转导•配体门控通道(Ligand-gatedchannels)N-型乙酰胆碱受体(N-typeAcetylcholineReceptor)促离子型受体(ionotropicreceptor)四种亚单位组成的五聚体;除Ach外,还可选择性地与烟碱(nicotine)结合,;开放时允许Na+内流和少量K+外流.•电压门控通道(voltage-gatedchannel)Na+,Ca+K+•机械门控通道(mechanicallychannel)(二)由膜的特异受体蛋白、G蛋白和膜的效应酶组成的跨膜信号传递系统受体G-protein-coupledMetabotropicG-蛋白效应器酶cAMP,IP3,DG蛋白激酶A,C底物蛋白磷酸化-丝氨酸、苏氨酸残基近100种结构类似7个-螺旋跨膜段/N-末端在胞外/识别与结合部位常为第7-螺旋段由、、3个亚单位组成,亚单位为催化亚单位.按亚单位效应等不同，分类：Gi/Gs/G0/Gt/Gq等生成cAMP的腺苷酸环化酶,产生IP3/DG的磷脂酶C等受体的分型和亚型酪氨酸激酶受体(tyrosinereceptor):•一个-螺旋,一个较短的膜内肽段;•没有G-蛋白参与;•也无胞浆中的第二信使和蛋白激酶参与;•磷酸化位点是底物蛋白的酪氨酸残基.(三)由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导三、跨膜信号转导和原癌基因原癌基因(cellularproto-oncogene):染色体中决定与跨膜信号转导有关蛋白质如受体、G-蛋白、生长因子和蛋白激酶等的一类基因.它们的碱基排列顺序与能引起动物肿瘤的病毒DNA的碱基排列顺序相一致.它们的变异可致遗传性疾病.细胞膜变化和第二信使可以激活其中的一类快速基因,其表达的蛋白质进入核内后诱导其他基因表达如受体、酶等蛋白质.外界信号可以引起细胞的快速、即时反应,也可通过蛋白分子的合成等,引起细胞的长时程改变.第三节细胞的跨膜电变化(一)神经和骨骼肌的生物电现象神经-肌肉标本实验提示生物电现象的存在和意义.兴奋性和兴奋概念的发展:兴奋性:活的组织和细胞对外界刺激发生反应的能力.具有兴奋性的细胞(组织)称为可兴奋细胞(组织).兴奋:活的组织和细胞对外界刺激发生的反应.现代生理学:兴奋性:活的组织和细胞受刺激时发生动作电位的能力.兴奋:产生了动作电位,是动作电位的同义语.刺激引起兴奋的条件和阈刺激刺激引起兴奋的条件:a.刺激强度b.刺激时间c.刺激强度对时间的变化率.阈强度(阈刺激,阈值):当刺激作用时间和强度时间变化率都不变时,引起组织兴奋所需的最小刺激强度.阈刺激的大小可以衡量细胞的兴奋性高低.(一)单一细胞的跨膜静息电位和动作电位•细胞水平的生物电现象的观察和记录方法微电极细胞外记录和细胞内记录:•细胞水平的生物电现象主要二种形式:安静时保持的静息电位受刺激时产生的动作电位静息电位(restingpotential):指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差.故也称跨膜静息电位.-10~-100mV间,高等哺乳动物神经肌肉为-70~-90mV.•不同的细胞，静息膜电位不同.-10~-100mV间.两栖类神经/肌肉-50—-70/-90mV哺乳动物神经/肌肉-70—-90mV各种红细胞-10mV植物10到200mV以上负值•同一种细胞膜电位数值也存在一定的范围分布特点,也可随代谢活动或功能状况而变.动作电位(actionpotential)可兴奋细胞受到刺激而兴奋时,在膜两侧所产生的快速的、可逆的，并有扩布性的电位倒转。极化:polarization,去极化:depolarization,复极化:repolarization.超极化:hyperpolarization,单一神经纤维或肌细胞动作电位的产生和波形特点:潜伏期,超射值，峰电位(spikepotential)，后电位(afterpotential)，负后电位(去极化后电位)，正后电位(超极化后电位)。动作电位的“全或无”现象:同一细胞上,动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象.(插图)1.静息电位和钾平...
