江苏龙网

  1. 主页 > 生活百科 > >

细胞信号通路是什么!细胞信号通路与分子生物学是一会事儿吗？( 二 )


霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的α亚基上，致使α亚基丧失GTP酶的活性，结果GTP永久结合在Gs的α亚基上，使α亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化 。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水 。
该信号途径涉及的反应链可表示为：
激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录 。
不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同，在肌肉细胞1秒钟之内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸（图8-18），而抑制糖原的合成 。在某些分泌细胞，需要几个小时，激活的PKA 进入细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达 。CRE（cAMP response element ）是DNA上的调节区域 。
3、Gi调节模型
Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用可通过两个途径：①通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；②通过βγ亚基复合物与游离Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸环化酶的活化 。
百日咳毒素催化Gi的α亚基ADP-核糖基化，结果降低了GTP与Gi的α亚基结合的水平，使Gi的α亚基不能活化，从而阻断了Ri受体对腺苷酸环化酶的抑制作用，但尚不能解释百日咳症状与这种作用机理有关 。
（二）磷脂酰肌醇途径
在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-β），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”（double messenger system） 。
IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合，开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高 。激活各类依赖钙离子的蛋白 。用Ca2+载体离子霉素（ionomycin）处理细胞会产生类似的结果 。
DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C（Protein Kinase C，PKC） 。PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞接受刺激，产生IP3，使Ca2+浓度升高，PKC便转位到质膜内表面，被DG活化，PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化是不同的细胞产生不同的反应，如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等 。DG的作用可用佛波醇酯（phorbol ester）模拟 。
Ca2+活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应，钙调素（calmodulin，CaM）由单一肽链构成，具有四个钙离子结合部位 。结合钙离子发生构象改变，可激活钙调素依赖性激酶（CaM-Kinase） 。细胞对Ca2+的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类 。如：在哺乳类脑神经元突触处钙调素依赖性激酶Ⅱ十分丰富，与记忆形成有关 。该蛋白发生点突变的小鼠表现出明显的记忆无能 。
IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2，或被磷酸化形成IP4 。Ca2+由质膜上的Ca2+泵和Na+-Ca2+交换器将抽出细胞，或由内质网膜上的钙泵抽进内质网 。
DG通过两种途径终止其信使作用：一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；二是被DG酯酶水解成单酯酰甘油 。由于DG代谢周期很短，不可能长期维持PKC活性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应 。现发现另一种DG生成途径，即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来维持PKC的长期效应 。
三）其它G蛋白偶联型受体
1．化学感受器中的G蛋白
气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体结合，可激活腺苷酸环化酶，产生cAMP，开启cAMP门控阳离子通道（cAMP-gated cation channel），引起钠离子内流，膜去极化，产生神经冲动，最终形成嗅觉或味觉 。
2．视觉感受器中的G蛋白
黑暗条件下视杆细胞(或视锥细胞)中cGMP浓度较高，cGMP门控钠离子通道开放，钠离子内流，引起膜去极化，突触持续向次级神经元释放递质 。
视紫红质（rhodopsin, Rh）为7次跨膜蛋白，含一个11顺-视黄醛 。是视觉感受器中的G蛋白偶联型受体，光照使Rh视黄醛的构象变为反式，Rh分解为视黄醛和视蛋白（opsin），构象改变的视蛋白激活G蛋白（transducin, Gt），G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶，将细胞中的cGMP水解 。从而关闭钠通道，引起细胞超极化，产生视觉 。可见胞内cGMP水平下降的负效应信号起传递光刺激的作用 。
视觉感受器的换能反映可表述为：
光信号→Rh激活→Gt活化→cGMP磷酸二酯酶激活→胞内cGMP减少→Na+离子通道关闭→离子浓度下降→膜超极化→神经递质释放减少→视觉反应 。
（四） 小G蛋白
小G蛋白（Small G Protein）因分子量只有20~30KD而得名，同样具有GTP酶活性，在多种细胞反应中具有开关作用 。第一个被发现的小G蛋白是Ras，它是ras基因[5]的产物 。其它的还有Rho，SEC4，YPT1等，微管蛋白β亚基也是一种小G蛋白 。


推荐阅读


上一篇：金融环境包括；财务管理金融环境内容包括什么?

下一篇：玩得不亦乐乎的意思是什么—不亦乐乎指的是不是玩的很开心的意思.?