細胞生物學2

1、第五章第五章物質(zhì)的跨膜運輸物質(zhì)的跨膜運輸物質(zhì)的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一。物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜的轉(zhuǎn)運包括物質(zhì)的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一。物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜的轉(zhuǎn)運包括(被動運輸被動運輸主動運輸主動運輸胞吞作用與胞吐作用）胞吞作用與胞吐作用）第一節(jié)第一節(jié)1，細胞信號轉(zhuǎn)導，細胞信號轉(zhuǎn)導●細胞通訊與細胞識別●細胞通訊與細胞識別●細胞的信號分子與受體●細胞的信號分子與受體●通過細胞內(nèi)受體介導的信號傳遞●通過細胞內(nèi)受體介導的

2、信號傳遞●通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞●通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞●由細胞表面整合蛋白介導的信號傳遞●由細胞表面整合蛋白介導的信號傳遞●細胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡整合信息●細胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡整合信息2，被動運輸指通過簡單擴散或協(xié)助擴散實現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜運輸。，被動運輸指通過簡單擴散或協(xié)助擴散實現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜運輸。特點：運輸方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運蛋白

3、特點：運輸方向、跨膜動力、能量消耗、膜轉(zhuǎn)運蛋白類型：簡單擴散、協(xié)助擴散類型：簡單擴散、協(xié)助擴散協(xié)助擴散與簡單擴散相比，具有以下一些特點∶協(xié)助擴散與簡單擴散相比，具有以下一些特點∶●協(xié)助擴散的速度要快幾個數(shù)量級。協(xié)助擴散的速度要快幾個數(shù)量級?！窬哂酗柡托跃哂酗柡托?當溶質(zhì)的跨膜濃度差達到一定程度時，促進擴散的速度不再提高。當溶質(zhì)的跨膜濃度差達到一定程度時，促進擴散的速度不再提高?！窬哂懈叨鹊倪x擇性具有高度的選擇性:如運輸?shù)鞍啄軌驇椭咸烟?/p>

4、快速運輸，但不幫助與葡萄糖結(jié)如運輸?shù)鞍啄軌驇椭咸烟强焖龠\輸，但不幫助與葡萄糖結(jié)構(gòu)類似的糖類運輸。構(gòu)類似的糖類運輸。●膜運輸?shù)鞍椎倪\輸作用也會受到類似于酶的競爭性抑制，以及蛋白質(zhì)變性劑的抑膜運輸?shù)鞍椎倪\輸作用也會受到類似于酶的競爭性抑制，以及蛋白質(zhì)變性劑的抑制作用。制作用。3主動運輸由載體蛋白所介導的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學梯度由低濃度一側(cè)向高濃度一主動運輸由載體蛋白所介導的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學梯度由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)進行跨膜轉(zhuǎn)運的

5、方式。側(cè)進行跨膜轉(zhuǎn)運的方式?！裉攸c：①逆梯度運輸●特點：①逆梯度運輸②依賴于膜運輸?shù)鞍注谝蕾囉谀み\輸?shù)鞍注坌枰芰浚Υx毒性敏感③需要能量，并對代謝毒性敏感④具有④具有選擇性和特異性。選擇性和特異性。●類型：三種基本類型●類型：三種基本類型由ATP直接提供能量的主動運輸直接提供能量的主動運輸—鈉鉀泵鈉鉀泵（結(jié)構(gòu)與機制）鈣泵（（結(jié)構(gòu)與機制）鈣泵（Ca2ATP酶）酶）ATP驅(qū)動泵：驅(qū)動泵：P型離子泵、型離子泵、V型質(zhì)子泵、型質(zhì)子泵、HA

6、TP酶協(xié)同運輸（協(xié)同運輸（cotranspt）由）由NaK泵（或泵（或H泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式所完成的主動運輸方式物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運與膜電位物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運與膜電位4，被動運輸是減少細胞與周圍環(huán)境的差別，而主動運輸則是努力創(chuàng)造差別，維持生命的，被動運輸是減少細胞與周圍環(huán)境的差別，而主動運輸則是努力創(chuàng)造差別，維持生命的活力?；盍?。5，從創(chuàng)造差異對細胞生命活動的意義方面來說。主

7、動運輸涉及物質(zhì)輸入和輸出細胞和細，從創(chuàng)造差異對細胞生命活動的意義方面來說。主動運輸涉及物質(zhì)輸入和輸出細胞和細胞器，并且能夠逆濃度梯度或電化學梯度。這種運輸對于維持細胞和細胞器的正常功能胞器，并且能夠逆濃度梯度或電化學梯度。這種運輸對于維持細胞和細胞器的正常功能來說起三個重要作用來說起三個重要作用:①保證了細胞或細胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營養(yǎng)物保證了細胞或細胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營養(yǎng)物質(zhì)，即使這些營養(yǎng)質(zhì)，即使這些營養(yǎng)物質(zhì)

8、在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低物質(zhì)在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低②能夠?qū)⒓毎麅?nèi)的各種物能夠?qū)⒓毎麅?nèi)的各種物質(zhì)，如分泌物、代謝廢物以及一些離子排到細胞外，即使這些物質(zhì)在細胞外的濃度比細質(zhì)，如分泌物、代謝廢物以及一些離子排到細胞外，即使這些物質(zhì)在細胞外的濃度比細胞內(nèi)的濃度高得多胞內(nèi)的濃度高得多③能夠維持一些無機離子在細胞內(nèi)恒定和最適的濃度，特別是③能夠維持一些無機離子在細胞內(nèi)恒定和最適的濃度，特別是K、Ca2和H的濃度。的濃度。概括地說，主動運

9、輸主要是維持細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，以及在各種不同生理條件下細胞內(nèi)概括地說，主動運輸主要是維持細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，以及在各種不同生理條件下細胞內(nèi)環(huán)境的快速調(diào)整，這對細胞的生命活動來說是非常重要的。環(huán)境的快速調(diào)整，這對細胞的生命活動來說是非常重要的。第二節(jié)第二節(jié)5，受體是一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體的大分子，絕大多為糖蛋白少為糖脂，有，受體是一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體的大分子，絕大多為糖蛋白少為糖脂，有的是糖蛋白和糖脂組成的復合物。的是

10、糖蛋白和糖脂組成的復合物。6，第二信使：指第一信使與膜受體結(jié)合后誘休使，第二信使：指第一信使與膜受體結(jié)合后誘休使cellcell最先產(chǎn)生的信號物質(zhì)，包括最先產(chǎn)生的信號物質(zhì)，包括cAMPcAMP，cGMPcGMP，Ca2Ca2，二酰甘油（，二酰甘油（DAGDAG），），145145—肌醇三磷酸（肌醇三磷酸（IP3IP3）等。）等。●分子開關(guān)（開關(guān)蛋白通過兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換控制下游靶蛋白的活性）●分子開關(guān)（開關(guān)蛋白通過兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換控制下游靶蛋

11、白的活性）7，通過細胞表面受體介導的信號途徑的四個步驟：，通過細胞表面受體介導的信號途徑的四個步驟：a、不同形式的胞外的信號刺激首先、不同形式的胞外的信號刺激首先被細胞表面特異性受體所識別被細胞表面特異性受體所識別b、胞外信號通過適當?shù)姆肿娱_關(guān)機制實現(xiàn)信號的跨膜轉(zhuǎn)、胞外信號通過適當?shù)姆肿娱_關(guān)機制實現(xiàn)信號的跨膜轉(zhuǎn)導，產(chǎn)生細胞內(nèi)第二信使或活化的信號蛋白導，產(chǎn)生細胞內(nèi)第二信使或活化的信號蛋白c、信號放大、信號放大d、細胞反應由于受體的脫敏、細

12、胞反應由于受體的脫敏或受體下調(diào)，啟動反饋機制從而終止或降低細胞反應。其他負責的蛋白：或受體下調(diào)，啟動反饋機制從而終止或降低細胞反應。其他負責的蛋白：a、轉(zhuǎn)承蛋白、轉(zhuǎn)承蛋白b、信使蛋白、信使蛋白c、接頭蛋白、接頭蛋白d、放大和轉(zhuǎn)導蛋白、放大和轉(zhuǎn)導蛋白e、傳感蛋白、傳感蛋白f、分歧蛋白、分歧蛋白g、整合蛋白、整合蛋白h、潛在基因調(diào)控蛋白、潛在基因調(diào)控蛋白第二節(jié)第二節(jié)細胞內(nèi)受體超家族細胞內(nèi)受體超家族:為胞外親脂性信號分子所激活為胞外親脂性信號

13、分子所激活本質(zhì)是激素激活的基因調(diào)控蛋白本質(zhì)是激素激活的基因調(diào)控蛋白細胞表面受體細胞表面受體:為胞外親水性信號分子所激活為胞外親水性信號分子所激活細胞表面受體分屬三大家族：細胞表面受體分屬三大家族：第三節(jié)第三節(jié)1，G蛋白偶聯(lián)的受體指配體蛋白偶聯(lián)的受體指配體—受體復各物與靶蛋白的作用要通過與受體復各物與靶蛋白的作用要通過與G蛋白的偶聯(lián)，蛋白的偶聯(lián)，在cellcell內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)影響內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信

14、號跨膜傳遞到胞內(nèi)影響cellcell的行為。的行為。G蛋白是三聚體白是三聚體GTPGTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白的簡稱。結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白的簡稱。2，所有，所有G蛋白偶聯(lián)的受體都含有蛋白偶聯(lián)的受體都含有7個疏水殘基肽段形成跨膜ɑ螺旋區(qū)和相似的三維結(jié)個疏水殘基肽段形成跨膜ɑ螺旋區(qū)和相似的三維結(jié)構(gòu)，構(gòu)，N末端在細胞外側(cè)，末端在細胞外側(cè)，C末端在細胞質(zhì)側(cè)。末端在細胞質(zhì)側(cè)。3，由，由G蛋白偶聯(lián)受體介導細胞信號通路包括：蛋白偶聯(lián)受體介導細胞信號通路包括：1CAMP

15、CAMP為第二信使通路、為第二信使通路、22以肌醇以肌醇—145145—三磷脂和二酰甘油作為雙信使的磷脂酰肌醇信號通路和三磷脂和二酰甘油作為雙信使的磷脂酰肌醇信號通路和G蛋白耦聯(lián)離子通道蛋白耦聯(lián)離子通道的信號通道。的信號通道。1cAMP信號通路反應鏈：信號通路反應鏈：激素→激素→G蛋白偶聯(lián)受體→蛋白偶聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴的蛋白激酶依賴的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄→基因調(diào)控蛋白→

16、基因轉(zhuǎn)錄組分及其分析組分及其分析：(G蛋白偶聯(lián)受體蛋白偶聯(lián)受體G蛋白活化與調(diào)節(jié)蛋白活化與調(diào)節(jié)效應酶效應酶——腺苷酸環(huán)腺苷酸環(huán)化酶化酶的失敏（的失敏（desensitization）與減量調(diào)節(jié)細菌毒素對）與減量調(diào)節(jié)細菌毒素對G蛋白的修飾作用蛋白的修飾作用)GPLR的失敏：的失敏：例：，后活激被體受素腺上腎例：，后活激被體受素腺上腎1015秒cAMP驟增，然后在不到驟增，然后在不到1min內(nèi)反應內(nèi)反應速降，以至消失。速降，以至消失。受體活性

17、快速喪失（速發(fā)相）受體活性快速喪失（速發(fā)相）失敏（失敏（desensitization）；）；機制：受體磷酸化機制：受體磷酸化受體與受體與Gs解偶聯(lián)，解偶聯(lián)，cAMP反應停止并被反應停止并被PDE（磷（磷酸二酯酶）降解。酸二酯酶）降解。兩種兩種SerThr磷酸化激酶：磷酸化激酶：PKA和（酶激體受素腺上腎和（酶激體受素腺上腎，），）負責受體磷酸化；負責受體磷酸化；胞內(nèi)協(xié)作因子（白蛋獲撲胞內(nèi)協(xié)作因子（白蛋獲撲）結(jié)合磷酸化的受體，抑制其功能

18、活性。結(jié)合磷酸化的受體，抑制其功能活性。反應減弱（遲發(fā)相）反應減弱（遲發(fā)相）減量調(diào)節(jié)（減量調(diào)節(jié)（downregulation）機制：受體機制：受體配體復合物內(nèi)吞，導致表面受體數(shù)量減少，發(fā)現(xiàn)與接直可配體復合物內(nèi)吞，導致表面受體數(shù)量減少，發(fā)現(xiàn)與接直可Clathrin（網(wǎng)格蛋白）結(jié)合，在內(nèi)吞中起（網(wǎng)格蛋白）結(jié)合，在內(nèi)吞中起adepts作用；作用；受體減量調(diào)節(jié)與內(nèi)吞后受體的分選有關(guān)。受體減量調(diào)節(jié)與內(nèi)吞后受體的分選有關(guān)。2磷脂酰肌醇信號通路磷脂酰