与GDP结合时，处于关闭状态
与GTP结合时，处于开启状态
*α亚基具有GTP酶活性
其GTP酶的活性
能被RGS（reｇulatｏroｆG pｒotein signalｉng)增强
RGＳ也属于GＡP（GＴPase activatｉng protｅin）
图８-12 G蛋白分子开关
G蛋白耦联型受体，为７次跨膜蛋白(图８-13）
第二节-膜表面受体介导的信号转导
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第二节膜表面受体介导的信号转导
亲水性化学信号分子:
*有神经递质、蛋白激素、生长因子等
*它们不能直接进入细胞
只能通过膜表面的特异受体,传递信号
改变质膜的离子通透性
瞬间(１/1０00秒)，胞外化学信号→电信号
继而改变突触后细胞的兴奋性
*位于细胞膜上的受体，一般４次跨膜
位于内质网上的受体,一般6次跨膜
*离子通道型受体分为
阳离子通道,如乙酰胆碱、谷氨酸、五羟色胺的受体
阴离子通道,如甘氨酸＆γ-氨基丁酸的受体
*如:乙酰胆碱受体（图8－９、10）以三种构象存在
表现为一系列蛋白质的逐级磷酸化
使信号逐级传送和放大。
图８-7膜表面受体主要有３类
一、离子通道型受体
离子通道型受体（图８-8）：
*离子通道的受体
即，配体门通道（lｉgand-ｇaｔed chａnnel)
*主要存在于神经、肌肉等,可兴奋细胞
其信号分子为神经递质
＊神经递质+受体,而改变通道蛋白的构象
离子通道，开启or关闭
*结合GTP的α亚基，与腺苷酸环化酶结合
使之活化，并将AＴP→ｃＡMＰ
GＴP水解，α亚基恢复原来的构象
α亚基与βγ亚基重新结合
使细胞回复到静止状态
*活化的βγ亚基复合物
也可直接激活胞内靶分子,具有传递信号的功能
如，心肌细胞中G蛋白耦联受体
在乙酰胆碱刺激下
活化的βγ复合物
开启质膜上的Ｋ＋通道，改变心肌细胞的膜电位
与膜上的效应酶结合
βγ对结合GTＰ的α亚基，起协同ｏr拮抗作用
霍乱毒素
*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
GＴP不能水解
*GTP永久结合在Gｓ的α亚基上
α亚基处于持续活化状态
腺苷酸环化酶永久性活化
*霍乱病患者，细胞内Na+、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：
将CRE的结合蛋白磷酸化,调节相关基因的表达
CRＥ(cＡMP respｏnｓｅｅlｅment,cAＭＰ响应元件)
是ＤNA上的调节区域（图8-19）
图8-18cＡMP信号与糖原降解
图８-19 cＡＭP信号与基因表达
CRＥ:cAＭP响应元件
３、Ｇｉ调节模型
2分子乙酰胆碱的结合
使通道处于开放构象
但受体处于通道开放构象状态，时限十分短暂
在几十毫微秒内，又回到关闭状态
然后,乙酰胆碱与受体解离
受体恢复到初始状态
做好重新接受配体的准备
图ｌｅfｔ:突触间隙
图8-9乙酰胆碱受体结构模型
图8-10乙酰胆碱受体的三种构象
图8-１1神经肌肉接触点处的离子通道型受体
2、活化型调节蛋白（Gｓ）调节模型(pp１３6,图5-2５)
*细胞没有激素刺激，Gs处于非活化态
α亚基与ＧDP结合，腺苷酸环化酶没有活性
*激素与Rs结合,Rs构象改变
暴露出与Ｇs结合的位点
使激素－受体－Gs结合
Ｇs的α亚基构象改变
排斥GＤP，结合GTＰ而活化
三聚体Ｇs蛋白→α亚基+βγ基复合物
暴露出α亚基上,与腺苷酸环化酶的结合位点
③腺苷酸环化酶
相对分子量为150KD的糖蛋白
跨膜１2次
在Mg2＋或Mn2+的存在下
腺苷酸环化酶,催化ATP→cAMＰ(图8-１４）。
图8-14腺苷酸环化酶
④蛋白激酶A(PrｏteｉｎKｉnａseA,ＰKＡ）
*由２个催化亚基、2个调节亚基组成(图8－１5)
＊在没有ｃAＭP时，以钝化复合体形式存在
*cAMP与调节亚基结合，改变调节亚基构象
调节亚基、催化亚基解离，释放出催化亚基
*活化的催化亚基
可使细胞内某些蛋白的丝氨酸oｒ苏氨酸残基磷酸化
改变这些蛋白的活性
进一步影响到相关基因的表达
图8-15蛋白激酶A
⑤环腺苷酸磷酸二酯酶(cAMP phosphodieｓtｅrａse)
催化cＡＭP→５’-AMＰ，起终止信号的作用
(图8-16）
图８-1６cAMP的降解
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（图8-17）
图8-1７Ｇｓ调节模型
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→葡糖1-磷酸,抑制糖原的合成
(图8－１8）
*在某些分泌细胞
需要几个小时,激活的PKA→细胞核
主要包括:
ｃＡMＰ信号通路
磷脂酰肌醇信号通路
（一)cＡMP信号途径
在cAMＰ信号途径中
胞外信号＆相应受体结合→调节腺苷酸环化酶活性→通过第二信使cＡＭP水平的变化→将胞外信号→胞内信号
1、ｃＡMP信号的组分
①激活型激素受体（Rｓ)oｒ抑制型激素受体(Ri）
②活化型调节蛋白（Gs）ｏr抑制型调节蛋白（Gi）
二、G蛋白耦联型受体
G蛋白
＊3聚体ＧＴP结合的调节蛋白，简称G蛋白
(ｔrimerｉc GTP－bindiｎgrｅｇulatｏｒｙpｒoteiｎ)
由α、β、γ,3个亚基组成
位于质膜胞质侧
*α和γ亚基,通过共价结合的脂肪酸链尾部,
与细胞膜结合
*G蛋白在信号转导过程中，起着分子开关的作用（图8－１2）
当α亚基
使靶细胞产生效应
膜表面受体主要有三类(图８-7）:
①离子通道型受体（ion-cｈａnnel-ｌｉｎｋｅd rｅcｅptｏr）
存在于可兴奋细胞
②G蛋白耦联型受体(G－pｒｏtein－linkｅｄreceptor）
③酶耦联的受体（enｚyme-liｎｋｅdｒｅceptｏｒ）
后２类存在于大多数细胞
在信号转导的早期
＊受体胞外结构域,识别胞外信号分子,并与之结合
＊胞内结构域,与G蛋白耦联
调节相关酶活性
在细胞内产生第二信使
将胞外信号跨膜→胞内
*G蛋白耦联型受体
包括，多种神经递质、肽类激素＆趋化因子的受体
在味觉、视觉＆嗅觉中，
接受外源理化因素的受体
亦属G蛋白耦联型受体
图8-13 G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白
由G蛋白耦联受体介导的细胞信号通路