生物膜与细胞信号转导
名词解释：
1.脂筏：胆固醇分子不可能在脂双层里均匀分布，而是与鞘脂一起集中在膜的
特定区域，胆固醇-鞘脂漂浮在液态磷酸甘油脂“海洋”上的“筏”一样称为脂筏。

2.转运蛋白：
3.P-型ATPase：是阳离子转运蛋白，在转运过程中需要ATP可逆磷酸化的过
程，磷酸化使得转运蛋白的构象发生变化，同时，转运阳离子做跨膜运输4.次级主动运输：第一种溶质(S1)通过初级主动运输产生浓度梯度后，接着，
第一种溶质顺着浓度梯度提供能量，驱动第二种溶质(S2)逆浓度梯度运输
5.G蛋白分子开关：GTP酶(GTPase)是一个分子开关，开关是通过结合和水解
GTP进行控制。

6.激酶锚定蛋白：AKAPs 是支架蛋白，位于脂筏的胞质侧，将信号通路中执
行功能的蛋白聚集在一起，便于反应进行
7.信号蛋白
8.MAP激酶级联反应：酵母中的mating pheromones，果蝇中复眼的光受体的
分化，开花植物中对病源的防御反应。

简答题：
1.溶质分子跨膜运动，有哪几种机制？
2.以细菌KcsA钾离子通道为例，说明电压门控的钾离子通道结构与运输的关系答：细菌KcsA通道是由四个亚基组成，其中两个亚基由两个跨膜的螺旋(M1和M2) 和通道胞外的孔区域(P)组成。

每个亚基的M2螺旋线与另一个亚基的M2相互交叉形成一个“螺旋束”，封闭了面向质膜的孔，则K+不能通过；M2 螺旋线可以在具有甘氨酸残基的位点弯曲，将通道门打开。

K+运输。

P区域是由一个长约1/3通道宽度的短的螺旋和一个能形成“衬里的”狭窄的选择性过滤器的无螺旋的环，允许K+通过。

选择性过滤器的衬里含有高度保守的五肽骨架，产生5个连续排列的氧原子环。

每个环由四个氧原子组成，直径是3nm，而失水K+直径是2.7nm。

当通道门打开，K+进入通道时，电负性的氧原子替代了与K+结合的水分子，与K+稳定的相互作用使K+运输。

尽管选择性过滤器具有4个K+结合位点，但实际上只能同时结合2个K+。

3.乙酰胆碱受体门控通道结构及离子运输机制
结构：乙酰胆碱是由运动神经元释放到肌细胞质膜，与乙酰胆碱受体结合，它可以改变受体的构象，引起离子通道打开。

乙酰胆碱受体允许Na+、Ca2+和K+通过。

由5个亚基组成：γ，β和δ各1个，2个α亚基，每个α亚基带有1个乙酰胆碱结合位点。

每个亚基含有4个跨膜双螺旋，5个亚基围成1个中心孔，孔直径约20 Å，突出在胞质和细胞表面。

机制：2个乙酰胆碱结合到2个α亚基上，引起构象发生变化，使疏水侧链远离通道的中心，打开离子通道，让离子通过。

组成5个亚基的M2螺旋所含有的5个Leu 侧链突出在通道，限制了通道的直径。

当两个乙酰胆碱受体位点被占据，构想发生变化，随着M2螺旋的轻微扭曲，5个Leu残基旋转，远离通道中心，由较小的极性氨基酸代替，通过道门打开，允许Ca2+，Na+、K+通过。

4.试述Na+/K+-ATPase结构及转运过程（有待补充）
转运过程：
①泵蛋白在胞内结合3个Na+，ATP水解
②泵蛋白被磷酸化
③构象发生变化由E1—E2，此时Na+结合位点暴露在胞外，蛋白失去对Na+的亲和性，将Na+释放到胞外
④3个Na+被释放后，泵蛋白就获得2个K+
⑤去磷酸化
⑥构象恢复到初始E1，结合位点在膜内表面打开，并失去对K+的亲和性，将K+释放到胞内。

在细胞内侧，α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天门冬氨酸残基磷酸化引起α亚基的构象发生变化，将Na+泵出细胞外，同时将细胞外的K+ 与α亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K+泵进细胞，完成整个循环。

Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。

每个循环消耗一个ATP分子，泵出3个Na+和泵进2个K+。

5. 依据受体类型可将信号传导途径分为哪几类？这几类信号途径的受体都有哪些区别？
⒍以肾上腺素调节血糖为例，试述cAMP为第二信使的信号转导途径的作用机制
葡萄糖是体内能量的来源，动物细胞中过量的葡萄糖被储存在糖原中。

当血液中糖含量低时由肾上腺髓质产生肾上腺素，肾上腺素刺激糖原分解，并使葡萄糖释放到血液中，使血糖升高。

细胞血糖升高，胰腺产生胰岛素，刺激葡萄糖吸收和以糖原形式储存。

①激素与受体结合后，激活了G蛋白的α- 亚基，α- 亚基激活了效应子腺苷酸环化酶，此酶催化A TP 形成cAMP。

②cAMP 在胞质中扩散，与蛋白激酶 A 调控亚基结合，引起调控亚基分离，释放了有活性的PKA 的催化亚基。

③肝细胞中PKA 的底物包括葡萄糖代谢中 2 个重要的酶：糖原合成酶和磷酸酶激酶。

糖原合成酶的磷酸化抑制其催化活性，使葡萄糖不能转化成糖原。

④磷酸激酶被PKA 磷酸化后，催化磷酸基团转到糖原磷酸酶分子上，该酶被激活，刺激糖原的降解。

⒎IP3和DAG双信使磷脂酰肌醇信号途径
当乙酰胆碱与受体结合激活异三聚体 G 蛋白，定位在质膜的内表面，通过 PH domain 与磷酸肌醇相互作用。

PLC 和 PIP2 分解成两个分子：IP3 和 DAG，它们作为第二信使。

二酰甘油（DAG）是一种脂类分子，仍存留在质膜里，募集和激活蛋白激酶 C（PKC）效应蛋白，PKC 可以磷酸化靶蛋白的丝氨酸和苏氨酸。

IP3 在质膜上形成后，快速扩散至细胞质基质中，与光面内质网（SER）表面的特异 IP3 受体结合。

SER 中贮存大量的二价钙离子，IP3 不只是结合配体，本身是一个四聚体的二价钙离子通道。

IP3 的结合使通道开放，让二价钙离子扩散到细胞质中。

钙离子是细胞内信使或第二信使，与各种靶分子结合，激发各种特异反应。

⒏胰岛素是怎样通过受体酪氨酸激酶信号通路调控血糖？。