7.2.3 常见信号转导机制3在线视频

同学们

接下来我们一起学习

离子通道相关的信号转导

离子通道是可兴奋细胞

电信号传递的基础

主要存在于感觉细胞 神经细胞

肌肉细胞等等

这些可兴奋的细胞在静息状态下

都存在着跨膜电势差

这主要是因为Na+-K+ATP酶的作用

Na+-K+ATP酶能够对向转运

钠离子和钾离子

每次转运使三个钠离子排出到胞外

转入两个钾离子进入到胞内

因而使细胞形成内负外正的跨膜电势

典型的动物细胞在静息状态下的

跨膜电势是-60到-70毫伏

可兴奋细胞通过离子通道的开放

改变跨膜电位

进而传导电信号

这些离子通道都是门控的

它是具有关闭和开放两种状态的

其状态取决于是否有配体结合

或者跨膜电势是否发生了变化

神经细胞的电信号转导过程

是典型的离子通道介导的

信号转导过程

我们以神经细胞的动作电位

经神经突触在细胞间传导为例

神经元细胞在轴突传导动作电位

可引起细胞膜局部的去极化

这一变化可引起

电压门控的钠离子通道开放

并进一步引起局部的去极化

使电信号沿着细胞的轴突进行传导

临近突触的部分

这种去极化会引起

电压门控的钙离子通道开放

进而促进了乙酰胆碱

向突触间隙进行释放

而乙酰胆碱可引起突触后的

神经元细胞的乙酰胆碱配体

门控离子通道开放

钠离子和钙离子进入细胞

会导致局部的去极化

产生动作电位

将电信号向其它神经元扩散

神经元细胞之间

或者是神经元与效应细胞之间的

信息传递通常是由神经递质介导

它们可以引起离子通道的开放

但是作用又有不同;

比如说5-羟色胺和谷氨酸

可以引起阳离子通道的开放

而甘氨酸可以引起像氯离子通道

这样的阴离子通道开放

乙酰胆碱 甘氨酸 谷氨酸

还有γ-氨基丁酸

它们的受体通道都是胞外的

配体门控的

那不同类型离子通道的结构特征

也是有差异的

例如阳离子通道和阴离子通道

在亲水通道上排列的氨基酸

是有细微的差别的

阳离子通道关键部位的氨基酸

通常是带负电的谷氨酸和天冬氨酸

而阴离子通道它通常是碱性的氨基酸

离子通道介导的信号转导

我们就简单介绍到这儿

好 接下来我们再来看

类固醇类荷尔蒙引起的

细胞信号转导过程

类固醇类荷尔蒙因为是疏水性分子

因此当荷尔蒙通过血清结合蛋白

携带至靶标组织后

可直接扩散穿过细胞膜

并结合其核内特异受体Rec蛋白

荷尔蒙结合改变了Rec蛋白的构象

使其形成同型或异型的二聚体

并结合荷尔蒙响应原件

这是与特定的基因相邻的

特异性的调节区

这种结合能够调节相邻基因的转录

提高或降低mRNA的合成率

进而荷尔蒙调节的基因产物

将产生细胞对荷尔蒙的响应

一个典型的类固醇荷尔蒙受体

它具有一个荷尔蒙的结合位点

一个DNA的结合结构域

以及一个激活受调控基因转录的区域

表中是一些常见的

类固醇类荷尔蒙受体结合的DNA序列

好 以上我们就介绍了

常见的几种信号转导的机制

那么我们不禁会想到

在一个信号转导的途径中

一个蛋白怎样找到另一个蛋白

它们的相互作用又是怎样调节的呢

会不会相互之间发生干扰呢

我们可以从胰岛素受体的

信号转导过程中找到一些线索

胰岛素受体介导了调节基因表达

和糖原合成的两条信号转导途径

那么细胞是怎样区分的

这是因为许多信号蛋白都是多价的

可以与几种不同的蛋白质同时作用

形成蛋白信号转导复合体

例如Src酪氨酸激酶的自抑制

因为Src蛋白

它是含有SH2和SH3结构域的

SH2结构域可以结合磷酸酪氨酸残基

而SH3结构域可以结合

富含脯氨酸的区域

那在Src蛋白被磷酸化的时候

其中的SH2结构域

会结合自身的磷酸酪氨酸残基

因此处于自抑制的这种失活状态

而当Src蛋白去磷酸化

则SH2结构域

就会去结合 识别磷酸化的靶蛋白

从而使Src蛋白发挥

它的激酶的作用;

同理 糖原合酶激酶GSK3

也是这样的一个自抑制的

因此当GSK3被磷酸化

就处于一个失活的状态

而当GSK3去磷酸化

就处于一个激活的状态

很多信号蛋白都是含有多个SH2

这样的蛋白-蛋白相互作用结构域

可以作为接头蛋白或者支架蛋白

例如胰岛素受体

信号转导过程中的Grb2蛋白

就是一个典型的接头蛋白

它含有一个SH2和一个SH3的结构域

可以将IRS-1和SOS蛋白相连接起来

这些接头蛋白可以组成支架

当一个信号产生

支架组织一组相互作用的蛋白质

会形成信号转导复合体

可以加速信号的传递

并避免不同的信号通路之间交叉

比如说β-抑制蛋白

就可以作为支架蛋白

激酶锚定蛋白也可以作为核心

组织多种酶形成超分子复合体

还有一些支架蛋白

不仅含有多个蛋白相互作用的结构域

它也含有DNA结合的结构域

图中所示的就是胰岛素

引发信号转导复合体的一个形成

除了支架蛋白之外

细胞膜的一些结构也会起到

将细胞信号转导通路分隔的作用

比如脂筏和细胞小窝

例如β肾上腺素受体 G蛋白

还有腺苷酸环化酶 PKA

它们全都结合在同一个脂筏上

从而提供高度整合的信号转导单元

那本节课我们就了解了离子通道

和类固醇荷尔蒙受体介导的

信号转导途径

以及细胞是怎样区分

不同的信号转导的过程的

好 本节课就上到这里