和一定波长的电磁波等)作用于细胞时,通常并不进入细胞或直接影响细胞内过程 而是作用于细胞膜表面,通过引起膜结构中一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用, 将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内,再引发被作用细胞即靶细胞相 应的功能改变,包括细胞出现电反应或其他功能改变。这一过程称为跨膜信号转导或 跨膜信号传递。 跨膜信号转导虽然涉及到多种刺激信号在多种细胞引发的多种功能改变,但转导过 程都是通过少数几种类似的途径或方式实现的,所涉及的几类膜蛋白质各具有很大 的结构同源性,是由相近的基因家族编码的 2.离子通道蛋白介导的跨膜信号转导方式 1)化学门控通道:在神经-骨骼肌接头的运动终板膜上存在着N型ACh受体。它是 由4种不同的亚单位组成的5聚体蛋白质,总分子最约为290Kd;每种亚单位都由 种 mRNA编码,所生成的亚单位在膜结构中通过氢键等非共价键式的相互吸引,形成 个结构为α2βyδ的梅花状通道样结构。在每个亚单位的肤链中,都存在有4处主要 由20~25个疏水性氨基酸形成的α,螺旋,因而推测每个亚单位的肽链都要反复贯穿 膜4次;而5个亚单位又各以其第2个疏水性跨膜α-螺旋构成了水相孔道的“内壁” 在5个亚单位中,两个a-亚单位是同两分子ACh相结合的部位,这种结合可引起通道 结构的开放,使终板膜外高浓度的Na+内流,同时少量膜内高浓度的K+外流,结果使 终板膜两侧的电位发生波动,出现终板电位。终板电位的出现标志着ACh这个化学信 号在肌细胞膜跨膜信号转导的完成。由于这种通道性结构只有在其中部分亚单位同 ACh分子结合时才开放,因而属于化学门控通道或配体门控通道。配体一般泛指能与 受体结构或受体分子特异性结合的化学信号。化学门控通道主要分布在肌细胞终板 膜、神经细胞的突触后膜以及某些嗅、味感受细胞的膜中,使所在膜产生终板电位 突触后电位以及感受器电位等局部电反应。因化学门控通道具有受体功能,也称它 们为通道型受体:又由于它们激活时直接引起跨膜离子流动,也称促离子型受体。 2)电压门控通道:主要分布在神经轴突和骨骼肌、心肌细胞的一般质膜中,具有同 化学门控通道类似的分子结构,但控制这类通道开放与关闭的因素是通道所在膜两 侧的跨膜电位的变化。在这类通道的分子结构中,存在着对跨膜电位改变敏感的结 构域和亚单位,后者诱发整个通道分子功能状态的改变,进而改变相应离子的易化 扩散,使之产生可传导的动作电位。 3)机械门控通道:许多细胞表面膜还存在能感受机械性刺激并引起细胞功能改变的 通道样结构。例如,听毛受力而致听毛根部所在膜的变形,使该处膜出现跨膜离子移8 和一定波长的电磁波等）作用于细胞时,通常并不进入细胞或直接影响细胞内过程, 而是作用于细胞膜表面，通过引起膜结构中一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用, 将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内,再引发被作用细胞即靶细胞相 应的功能改变,包括细胞出现电反应或其他功能改变。这一过程称为跨膜信号转导或 跨膜信号传递。 跨膜信号转导虽然涉及到多种刺激信号在多种细胞引发的多种功能改变,但转导过 程都是通过少数几种类似的途径或方式实现的,所涉及的几类膜蛋白质各具有很大 的结构同源性,是由相近的基因家族编码的。 2. 离子通道蛋白介导的跨膜信号转导方式 1）化学门控通道：在神经-骨骼肌接头的运动终板膜上存在着 N 型 ACh 受体。它是 由 4 种不同的亚单位组成的 5 聚体蛋白质,总分子最约为 290Kd；每种亚单位都由一 种 mRNA 编码,所生成的亚单位在膜结构中通过氢键等非共价键式的相互吸引,形成 一个结构为2的梅花状通道样结构。在每个亚单位的肤链中,都存在有 4 处主要 由 2025 个疏水性氨基酸形成的α,螺旋,因而推测每个亚单位的肽链都要反复贯穿 膜 4 次;而5 个亚单位又各以其第2 个疏水性跨膜α-螺旋构成了水相孔道的“内壁”。 在5个亚单位中,两个α-亚单位是同两分子ACh相结合的部位,这种结合可引起通道 结构的开放,使终板膜外高浓度的 Na+内流,同时少量膜内高浓度的 K+外流,结果使 终板膜两侧的电位发生波动,出现终板电位。终板电位的出现标志着 ACh 这个化学信 号在肌细胞膜跨膜信号转导的完成。由于这种通道性结构只有在其中部分亚单位同 ACh 分子结合时才开放,因而属于化学门控通道或配体门控通道。配体一般泛指能与 受体结构或受体分子特异性结合的化学信号。化学门控通道主要分布在肌细胞终板 膜、神经细胞的突触后膜以及某些嗅、味感受细胞的膜中,使所在膜产生终板电位、 突触后电位以及感受器电位等局部电反应。因化学门控通道具有受体功能，也称它 们为通道型受体；又由于它们激活时直接引起跨膜离子流动，也称促离子型受体。 2）电压门控通道：主要分布在神经轴突和骨骼肌、心肌细胞的一般质膜中,具有同 化学门控通道类似的分子结构，但控制这类通道开放与关闭的因素是通道所在膜两 侧的跨膜电位的变化。在这类通道的分子结构中，存在着对跨膜电位改变敏感的结 构域和亚单位，后者诱发整个通道分子功能状态的改变，进而改变相应离子的易化 扩散，使之产生可传导的动作电位。 3）机械门控通道：许多细胞表面膜还存在能感受机械性刺激并引起细胞功能改变的 通道样结构。例如，听毛受力而致听毛根部所在膜的变形,使该处膜出现跨膜离子移