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您現(xiàn)在的位置: 醫(yī)學(xué)全在線 > 理論教學(xué) > 基礎(chǔ)學(xué)科 > 生理學(xué) > 正文:第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳遞功能
    

細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳遞功能(特異感受結(jié)構(gòu),通道蛋白質(zhì),化學(xué)門控通道,電壓門控通道)

 

  上述兩種主要的跨膜信號(hào)傳遞方式的作用過程,有以下幾點(diǎn)值得注意。第一,這兩種作用形式并不是絕對分離的,兩者之間可以互相影響或在作用上有交叉。一些第二信使類物質(zhì)可以調(diào)節(jié)某些電壓門控通道和化學(xué)門控通道蛋白質(zhì)的功能狀態(tài);而且被某種受體激活了的G-蛋白,有的不通過第二信使就能直接作用于膜結(jié)構(gòu)中的通道結(jié)構(gòu)(圖2-9中的箭頭5),如上述Gs激活時(shí)可以直接打開Ca2+通道。第二,對于許多外來化學(xué)信號(hào)分子,并不是一種化學(xué)信號(hào)只能作用于兩種跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng)中的一種;以ACh為例,當(dāng)它們作用于神經(jīng)-肌接頭處時(shí),終板膜上有同它們作特異結(jié)合的化學(xué)門控通道;但當(dāng)ACh作用于心肌或內(nèi)臟平滑肌時(shí),遇到的卻是受體-G-蛋白-第二信使系統(tǒng)(受體稱為M-型毒蕈鹼型受體)。由此可見,同一種刺激信號(hào)通過何種跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng)起作用,關(guān)鍵因素在于靶細(xì)胞膜上具有何種感受結(jié)構(gòu);近年還發(fā)現(xiàn),即便是M-型ACh受體,也可再區(qū)分出許多種亞型,有的亞型以cAMP為第二信使,有的以IP3和DG為第二信使。不同細(xì)胞甚或同一細(xì)胞的膜上具有對應(yīng)于同一化學(xué)信號(hào)的不同受體型或其亞型,在跨膜信號(hào)傳遞中并不少見。近年來發(fā)現(xiàn)基本嗅覺刺激(大約是7種)全都是通過嗅上皮中不同的膜受體-第二信使系統(tǒng)起作用的,但在4種基本味覺刺激中,只有咸和酸刺激是通過細(xì)胞上相應(yīng)的化學(xué)門控上通道起作用的,甜味物質(zhì)是通過受體-第二信使系統(tǒng)起作用的,而苦味物質(zhì)則因物質(zhì)分子不同而分別通過通道和受體兩種途徑起作用。第三,跨膜信號(hào)傳遞的方式雖然相對地較少,但也不一定只限于上述兩種。近年來有一些特殊的化學(xué)信號(hào)影響其靶細(xì)胞的方式受到廣泛的重視,很可能成為跨膜信號(hào)傳遞的一種新類型;這就是發(fā)現(xiàn)胰島素等一些肽類激素和其他與機(jī)體發(fā)育、生長、修復(fù)、增生、甚至細(xì)胞癌變有關(guān)的因子,如神經(jīng)生長因子、表皮生長因子、血小板源生長因子、纖維母細(xì)胞生長因子、以及與細(xì)胞生成有關(guān)的集落刺激因子等,都是通過靶細(xì)胞表面一類稱為氨酸激酶受體(tyrosine kinase riceptor)的蛋白質(zhì)起作用的,這類受體結(jié)構(gòu)簡單,只有一個(gè)跨膜α-螺旋,當(dāng)位于膜外側(cè)的較長的肽鏈部分同特定的化學(xué)信號(hào)結(jié)合后,可以直接引起受體肽鏈的膜內(nèi)段激活,使之具有磷酸激酶活性,通過使自身肽鏈和膜內(nèi)蛋白質(zhì)底物中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化,因而產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)。這方面的新資料正在積累之中。

  癌基因和跨膜信號(hào)傳遞近年發(fā)現(xiàn)與上述跨膜信號(hào)傳遞有關(guān)的一些蛋白質(zhì),如受體、G-蛋白、各種生長刺激因子和營養(yǎng)因子、以及各種蛋白激酶等,它們在細(xì)胞內(nèi)的生物合成,是由人正常染色體中被稱為細(xì)胞原癌基因(cellular proto-oncogene,進(jìn)行表達(dá)時(shí)稱細(xì)胞癌基因)的一類基因所編碼和表達(dá)生成的。這些基因所以被稱為原癌基因,是因?yàn)樗鼈兊柠|基排列順序同一些(近100種)能在動(dòng)物引起腫瘤的病毒DNA(或稱病毒癌基因,viral oncogene)的鹼基排列順序相一致。關(guān)于細(xì)胞癌基因與人類腫瘤發(fā)生的關(guān)系目前尚不清楚,但它們的正常表達(dá)產(chǎn)物,卻是人體無時(shí)無刻不在進(jìn)行著的各種跨膜信號(hào)傳遞過程所必需的。試設(shè)想,如果由于遺傳和變異等原因使細(xì)胞不能合成結(jié)構(gòu)和功能正常的G-蛋白,對人體將會(huì)有何等廣泛而重要的影響!另外,在細(xì)胞原癌基因中,有一類可被胞漿中產(chǎn)生的第二信使等物質(zhì)所激活,生成某種蛋白質(zhì);但它們在胞漿中生成后,一般又進(jìn)入核內(nèi),進(jìn)而誘導(dǎo)另一些基因進(jìn)行表達(dá)。這類癌基因從激活到蛋白質(zhì)生成,比一般基因表達(dá)為快,稱為快速基因(或即早基因),而它們生成的蛋白質(zhì)的作用則是激活另一些(可能在細(xì)胞功能活動(dòng)中更重要)基因的表達(dá),故快速基因的表達(dá)產(chǎn)物可稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子或第三信使。所以稱為第三信使是因?yàn)樗鼈冇傻诙攀诡愇镔|(zhì)的作用而生成,而它們自身的作用又引起新的基因表達(dá),生成一些可能對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能有較長遠(yuǎn)影響的蛋白質(zhì)。這樣外來信號(hào)(第一信使)不僅通過第二信使的合成在胞漿中引起一些即時(shí)反應(yīng),還可能通過第三信使引起細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)長時(shí)間的適應(yīng)性改變。

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