刺激物 G蛋白 效应子 生理效应 肾上腺素 β-肾上腺素受体 腺苷酸环化 糖原降解 5-羟色胺 5-羟色胺受体 腺苷酸环化酶 行为敏感性及学习过程 光 视紫质 传导素 cGMP磷酸二酯酶视觉激动作用 gE抗原复合物肥大细胞的lgE受体G(未确定)磷酯酶C f蛋氨酸肽 化学趋向性受体 G(未确定)磷酯酶C 化学趋向性 乙酰胆碱 蕈毒碱受体 减慢起搏活 磷酸肌醇级联放大作用 激素通过结合到细胞表面的激素受体上,激活G蛋白,G蛋白开启磷酸肌醇酶的催化活性,在磷酸肌 醇催化下先产生二酰基甘油和肌醇三磷酸。二酰基甘油进一步活化蛋白激酶C,促使靶蛋白质中的苏氨酸 残基与丝氨酸残基磷酸化,最终改变一系列酶的活性;肌醇三磷酸则打开Ca2通道,升高细胞质内Ca2浓 度,改变钙调蛋白和其他的钙传感器的构象,使之变得更易于与其他靶蛋白质结合,改变靶蛋白质的构 象,使靶蛋白质的生物活性发生变化,从而完成激素的磷酸肌醇极联放大,在多种细胞内产生广泛的生 理效应。 三、酶的激活作用 激素结合到酪氨酸激酶受体上激活催化活性,使受体本身的酪氨酸残基磷酸化。受体中酪氨酸的磷 酸化又进一步促进酪氨酸激酶的活性。因此,很可能激素的多倍效应的调节,是通过激素对所作用细胞 靶蛋白质中的酪氨酸残基进行磷酸化作用而实现的。 胰岛素就是这样起作用的。表皮生长因子(即EGF)也类似地起作用。现在还发现许多致癌基因也如 此:几种致癌基因的蛋白产物或具有酪氨酸激酶活性或触发这个级联放大过程 四、基因表达作用 通过基因表达的作用方式反应慢(几小时甚至几天)。激素进入靶细胞后作用于细胞核。其激素受体 是结合DNA的某些蛋白质。一旦激素结合到受体上,受体就转变成一种转录的增强子,也称转录增强 物。于是特定的基因就得到扩增地表达。由于这种作用是通过基因转录形成mRNA而实现的,因此作用 过程较慢。 固醇类激素(如雌二醇、孕激素及皮质激素——糖皮质激素、醛甾酮等)及少数含氮激素即以这种方 式作用于机体。 胰岛素则可能兼有不只一种作用方式,它对膈肌作用极快,几分钟就增加对葡萄糖的通透性,而对 蛋白质合成则作用极慢,经达24h才表现出刺激作用 第四节细胞内信使 磷酸肌醇级联放大作用的细胞内信使P3和DAG 动物机体受到刺激后,发生一系列生理生化反应。磷酸肌醇级联放大与腺苷酸环化酶级联放大 样,都可能将许多细胞外的信号转化为细胞内的信号,在许多种细胞内引起广泛的不同反应。 这个级联放大的细胞内信使是磷脂酰肌醇4,-二-磷酸(PIP2)的两个酶解产物:肌醇1,4,5-三磷酸(IP3) 和二酰基甘油(DAG (一)G蛋白的功能,PIP2、IP:、DAG的形成及转变 CDP二酰基甘油与肌醇相互作用,形成磷脂酰肌醇(PI),并释放出CMP。PI是细胞膜 的一种组成部分 CDP 二酰基甘油+肌醇—磷脂酰肌醇(PD+CMP 磷脂酰肌醇又进一步受两分子ATP的磷酸化,形成磷脂酰肌醇4,5-二磷酸。刺 激 物 受 体 G 蛋 白 效 应 子 生 理 效 应 肾上腺素 β-肾上腺素受体 Gs 腺苷酸环化酶 糖原降解 5-羟色胺 5-羟色胺受体 Gs 腺苷酸环化酶 行为敏感性及学习过程 光 视紫质 传导素 cGMP 磷酸二酯酶 视觉激动作用 Ig E-抗原复合物 肥大细胞的 IgE 受体 G(未确定) 磷酯酶 C 分泌 f-蛋氨酸肽 化学趋向性受体 G(未确定) 磷酯酶 C 化学趋向性 乙酰胆碱 蕈毒碱受体 GK K+ 通道 减慢起搏活动 二、磷酸肌醇级联放大作用 激素通过结合到细胞表面的激素受体上，激活G蛋白，G蛋白开启磷酸肌醇酶的催化活性，在磷酸肌 醇催化下先产生二酰基甘油和肌醇三磷酸。二酰基甘油进一步活化蛋白激酶C，促使靶蛋白质中的苏氨酸 残基与丝氨酸残基磷酸化，最终改变一系列酶的活性；肌醇三磷酸则打开Ca2+ 通道，升高细胞质内Ca2+浓 度，改变钙调蛋白和其他的钙传感器的构象，使之变得更易于与其他靶蛋白质结合，改变靶蛋白质的构 象，使靶蛋白质的生物活性发生变化，从而完成激素的磷酸肌醇极联放大，在多种细胞内产生广泛的生 理效应。 三、酶的激活作用 激素结合到酪氨酸激酶受体上激活催化活性，使受体本身的酪氨酸残基磷酸化。受体中酪氨酸的磷 酸化又进一步促进酪氨酸激酶的活性。因此，很可能激素的多倍效应的调节，是通过激素对所作用细胞 靶蛋白质中的酪氨酸残基进行磷酸化作用而实现的。 胰岛素就是这样起作用的。表皮生长因子(即 EGF)也类似地起作用。现在还发现许多致癌基因也如 此：几种致癌基因的蛋白产物或具有酪氨酸激酶活性或触发这个级联放大过程。 四、基因表达作用 通过基因表达的作用方式反应慢(几小时甚至几天)。激素进入靶细胞后作用于细胞核。其激素受体 是结合 DNA 的某些蛋白质。一旦激素结合到受体上，受体就转变成一种转录的增强子，也称转录增强 物。于是特定的基因就得到扩增地表达。由于这种作用是通过基因转录形成 mRNA 而实现的，因此作用 过程较慢。 固醇类激素(如雌二醇、孕激素及皮质激素 ——糖皮质激素、醛甾酮等)及少数含氮激素即以这种方 式作用于机体。 胰岛素则可能兼有不只一种作用方式，它对膈肌作用极快，几分钟就增加对葡萄糖的通透性，而对 蛋白质合成则作用极慢，经达 24h 才表现出刺激作用。 第四节 细胞内信使 一、磷酸肌醇级联放大作用的细胞内信使IP3 和DAG 动物机体受到刺激后，发生一系列生理生化反应。磷酸肌醇级联放大与腺苷酸环化酶级联放大一 样，都可能将许多细胞外的信号转化为细胞内的信号，在许多种细胞内引起广泛的不同反应。 这个级联放大的细胞内信使是磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸(PIP2 )的两个酶解产物：肌醇 1,4,5-三磷酸(IP3 ) 和二酰基甘油(DAG)。 （一）G蛋白的功能，PIP2 、IP3、 DAG的形成及转变 CDP-二酰基甘油与肌醇相互作用，形成磷脂酰肌醇(PI)，并释放出 CMP。PI 是细胞膜 的一种组成部分： CDP-二酰基甘油 + 肌醇 磷脂酰肌醇(PI) + CMP 磷脂酰肌醇又进一步受两分子 ATP 的磷酸化，形成磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸。 161