蛋白質結構與功能受體第一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第一節分子識別第二節離子通道偶聯型受體第三節G蛋白偶聯型受體第四節酶偶聯型受體第五節細胞內受體第二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第一節分子識別

細胞通訊中，由信號傳導細胞送出的信號分子必須被靶細胞接收才能觸發靶細胞的應答，接收信息的分子稱為受體（receptor），信號分子則被稱為配體（ligand）。第三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一分子識別的基礎分子識別是生命活動中最為重要的反應之一，各種生物大分子通過氫鍵、離子鍵等相互結合，不同大分子之間的三維結構特異性的相互識別，導致了生物體中各種生命反應的發生。第四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一■受體存在的部位信號分子識別并結合的受體通常位于細胞質膜或細胞內，所以有兩類受體：●表面受體（surfacereceptor）于細胞質膜上的稱為表面受體（surfacereceptor）●細胞內受體（intracellularreceptor）位于胞質溶膠、核基質中的受體稱為細胞內受體（intracellularreceptor）。表面受體主要是同大的信號分子或小的親水性的信號分子作用，傳遞信息。而細胞內受體主要是同脂溶性的小信號分子作用。第五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一細胞表面受體與細胞內受體第六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一■根據表面受體進行信號轉導的方式，將表面受體分為三種類型：離子通道偶聯受體（ion-channellinkedreceptor）G-蛋白偶聯受體（G-proteinlinkedreceptor）酶聯受體（enzyme-linkedreceptor）

第七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一■根據表面受體與質膜的結合方式，則可分為單次跨膜、7次跨膜和多亞單位跨膜受體第八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一細胞內受體：通常有兩個不同的結構域，一個是與DNA結合的結構域，另一個是激活基因轉錄的N端結構域。此外有兩個結合位點，一個是與配體結合的位點，位于C末端，另一個是與抑制蛋白結合的位點，在沒有與配體結合時，則由抑制蛋白抑制了受體與DNA的結合，若是有相應的配體，則釋放出抑制蛋白。第九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一糖皮質激素受體激活細胞內受體在接受脂溶性的信號分子并與之結合形成受體-配體復合物后就成為轉錄促進因子，作用于特異的基因調控序列，啟動基因的轉錄和表達（a）類固醇激素通過擴散穿過細胞質膜；（b）激素分子與胞質溶膠中的受體結合；（c）抑制蛋白與受體脫離，露出與DNA結合和激活基因轉錄的位點；（d）被激活的復合物進入細胞核；（e）與DNA增強子區結合；（f）促進受激素調節的基因轉錄。第十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第二節離子通道偶聯型受體具有離子通道作用的細胞質膜受體稱為離子通道受體，這種受體見于可興奮細胞間的突觸信號傳導，產生一種電效應。離子通道偶聯型受體又可分為陽離子通道，如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體（圖4、5），以及陰離子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受體第十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一乙酰膽堿受體結構模型第十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一乙酰膽堿受體的三種構象第十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一神經肌肉接點處的離子通道型受體第十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一γ－氨基丁酸（GABA）受體結構第十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一離子通道偶聯受體與信號傳導①動作電位到達突觸末端，引起暫時性的去極化；②去極化作用打開了電位門控鈣離子通道，導致鈣離子進入突觸球；③Ca2+濃度提高誘導分離的含神經遞質分泌泡的分泌，釋放神經遞質；④Ca2+引起儲存小泡分泌釋放神經遞質；⑤分泌的神經遞質分子經擴散到達突觸后細胞的表面受體；⑥神經遞質與受體的結合，改變受體的性質；⑦離子通道開放，離子得以進入突觸后細胞；⑧突觸后細胞中產生動作電位。第十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第三節G蛋白偶聯型受體第十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一1.G蛋白三聚體GTP結合調節蛋白（trimericGTP-bindingregulatoryprotein）簡稱G蛋白，位于質膜胞質側，由α、β、γ三個亞基組成，總相對分子質量在100kDa左右。α和γ亞基通過共價結合的脂肪酸鏈尾結合在膜上。G蛋白在信號轉導過程中起著分子開關的作用，當α亞基與GDP結合時處于關閉狀態，與GTP結合時處于開啟狀態。α亞基具有GTP酶活性，能催化所結合的ATP水解，恢復無活性的三聚體狀態第十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一效應物G蛋白作用腺苷酸環化酶GsGi激活酶活性抑制酶活性K+離子通道Gi打開離子通道磷脂酶CGp激活酶活性cGMP磷酸二脂酶Gt激活酶活性某些G蛋白的功能第十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一2.小G蛋白

小G蛋白（SmallGProtein）因分子量只有20～30KD而得名，同樣具有GTP酶活性，在多種細胞反應中具有開關作用。小G蛋白的共同特點是：當結合了GTP時即成為活化形式，這時可作用于下游分子使之活化，而當GTP水解成為GDP時（自身為GTP酶）則回復到非活化狀態。第二十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白循環(Gproteincycle)G蛋白能夠以兩種不同的狀態結合在細胞質膜上：一種是靜息狀態，即三體狀態；另一種是活性狀態。G蛋白由非活性狀態轉變成活性狀態，爾后又恢復到非活性狀態的過程稱為G蛋白循環。G蛋白的這種活性轉變與三種蛋白相關聯：GTPase激活蛋白(GTPase-activatingprotein，GAPs);鳥苷交換因子(guaninenucleotide-exchangefactors，GEFs);鳥苷解離抑制蛋白(guaninenucleotide-dissociationinhibitors，GDIs)

第二十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第二十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白分子開關第二十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一3.G蛋白偶聯受體

G蛋白偶聯型受體為7次跨膜蛋白（圖11），每一種G-蛋白偶聯受體都有7個α螺旋的跨膜區。信號分子與受體的細胞外結構域部分結合，并引起受體的細胞內結構域部分激活相鄰的G-蛋白；通過與G蛋白偶聯，調節相關酶活性，在細胞內產生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內。第二十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白偶聯系統的組成：膜結合機器第二十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G-蛋白偶聯型受體為7次跨膜蛋白

第二十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白偶聯受體信號轉導系統的特點系統由三個部分組成，即7次跨膜的受體、G蛋白和效應物(酶)產生第二信使第二十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白偶聯型受體包括：多種神經遞質、肽類激素和趨化因子的受體（如β-腎上腺素受體、胰高血糖素受體、促甲狀腺素受體、后葉加壓素受體、促黃體生長素受體、促卵泡激素受體等）在味覺、視覺和嗅覺中接受外源理化因素的受體，亦屬G蛋白偶聯型受體，如視紫紅質(脊椎動物眼中的光激活光受體蛋白)，以及脊椎動物鼻中的嗅覺受體。第二十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白偶聯受體能夠激活心肌質膜的K+離子通道（打開）第二十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一

視覺感受器中的G蛋白第三十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一4.G蛋白偶聯系統中的效應物腺苷酸環化酶（Adenylylcyclase,AC）磷脂酶C（PLC-β）由G蛋白耦聯受體所介導的細胞信號通路主要包括：cAMP信號通路磷脂酰肌醇信號通路第三十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白和cAMP在信號轉導中的作用第三十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一腺苷酸環化酶催化ATP生成cAMP第三十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP信號受體第三十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP激活蛋白激酶A第三十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一可被PKA磷酸化的某些底物肌鈣蛋白Ⅰ磷酸化酶激酶肌糖原合成酶激素敏感性脂酶丙酮酸激酶乙酰膽堿受體δ肝酪氨酸羥化酶S6核糖體蛋白磷酸化酶激酶α蛋白磷酸酶抑制劑-1磷酸化酶激酶β肌球蛋白輕鏈激酶乙酰CoA羧化酶果糖-1，6-二磷酸酶磷酸果糖激酶CREB(cAMP效應元件結合因子磷酸酶-1蛋白

第三十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一抑制劑-1的磷酸化和去磷酸化在激素應答中的作用第三十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP途徑的信號解除方式通過cAMP磷酸二酯酶(cAMPphosphodiesterase，PDE)將cAMP的環破壞，形成5‘-AMP(圖22)。通過抑制型的信號作用于Ri，然后通過Gi起作用。第三十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP磷酸二酯酶催化cAMP生成5'-AMP第三十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一肝細胞對胰高血糖素和腎上腺素的應答第四十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP信號受體的組分

①激活型激素受體（Rs）或抑制型激素受體（Ri）；②活化型調節蛋白（Gs）或抑制型調節蛋白（Gi）；③腺苷酸環化酶（Adenylylcyclase）；④蛋白激酶A（PKA）；⑤環腺苷酸磷酸二酯酶（cAMPphosphodiesterase）。第四十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一在某些細胞中，G蛋白不僅可激活其效應物酶的活性（又稱向上調節，upregulation），也可抑制其活性（向下調節，downregulation），因此，G蛋白偶聯系統有激活型和抑制型兩種不同的系統第四十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一Gs調節模型第四十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一霍亂弧菌(Vibriocholerae)感染人體后，產生一種毒素：霍亂毒素(choleratoxin，一種毒蛋白)，具有催化作用，可將NAD+上的ADP-核糖基團轉移到Gsα亞基上(圖17)，使G蛋白核糖化(ADP-ribosylation)，這樣抑制了α亞基的GTPase活性，從而抑制了GTP的水解，使Gs一直處于激活狀態。其結果使腺苷酸環化酶處于永久活性狀態，cAMP的形成失去控制，引起Na+和水分泌到腸腔導致嚴重腹泄。這是典型的激活型G蛋白偶聯系統。第四十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一G蛋白的核糖化第四十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一cAMP信號與糖原降解第四十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一Gi調節模型第四十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一百日咳毒素使Gi蛋白α亞基進行ADP核糖化，阻止了Gi蛋白α亞基上的GDP被GTP取代，使其失去對腺苷酸環化酶的抑制作用，其結果也是使cAMP的濃度增加。由于百日咳是經呼吸道感染的，被感染的細胞與呼吸系統相關，這些細胞中cAMP濃度的提高，促使大量的體液分泌進入肺，引起嚴重的咳嗽。第四十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一雙信使系統在磷脂酰肌醇信號通路中胞外信號分子與細胞表面G蛋白偶聯型受體結合，激活質膜上的磷脂酶C（PLC-β），使質膜上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）兩個第二信使，胞外信號轉換為胞內信號（圖30），這一信號系統又稱為“雙信使系統”（doublemessengersystem）。第四十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3第五十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一IP3和DG的作用第五十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一PKC途徑第五十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白激酶C激活特定基因轉錄的兩種途徑第五十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一胞質溶膠中IP3的命運第五十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一Ca2+信號的消除第五十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一處于靜息狀態的磷脂肌醇信號轉導系統第五十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一肝細胞中兩個第二信使的協同作用，促進糖原分解并抑制糖原合成第五十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一某些激活磷脂酶C的信號分子信號分子靶細胞反應腎上腺素肝細胞(α1受體)糖原裂解加壓素肝細胞糖原裂解PDGF成纖維細胞細胞增殖乙酰膽堿平滑肌(毒蠅堿性受體)收縮凝血酶血小板凝結第五十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一Ca2+

與鈣調蛋白

由IP3動員釋放到細胞內的Ca2+

除了參與蛋白激酶C的激活以外，在細胞的生命活動中還有許多重要作用。一個鈣調蛋白可以結合4個Ca2+。Ca2+同鈣調蛋白結合形成鈣-鈣調蛋白復合物(calcium-calmodulincomplex)，就會引起鈣調蛋白構型的變化，增強了鈣調蛋白與許多效應物結合的親和力。第五十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一

細胞中Ca2+濃度的調節第六十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一CaM-蛋白激酶的激活第六十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一Ca2+在植物葉保衛細胞關閉中的第二信使作用第六十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一第四節酶偶聯型受體酶偶聯型受體（enzymelinkedreceptor）分為兩大類型，其一是本身具有激酶活性，如肽類生長因子（EGF，PDGF，CSF等）受體；其二是本身沒有酶活性，但可以連接非受體酪氨酸激酶，如細胞因子受體超家族。第六十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一酶偶聯型受體共同點①通常為單次跨膜蛋白，如胰島素和胰島素樣的生長因子－1(IGF-I)的受體，有a和b兩種亞基，組成四聚體型受體，其中b亞基具有酪氨酸激酶活性；②接受配體后發生二聚化而激活，起動其下游信號轉導。第六十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一已知的酶偶聯型受體①受體酪氨酸激酶、②酪氨酸激酶連接的受體、③受體酪氨酸磷脂酶、④受體絲氨酸/蘇氨酸激酶、⑤受體鳥苷酸環化酶、⑥組氨酸激酶連接的受體第六十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一1.受體酪氨酸激酶第六十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一受體酪氨酸激酶的二聚化和自磷酸化第六十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一RAS信號途徑受體酪氨酸激酶的信號轉導

第六十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一

酪氨酸磷酸化的IRS在激活信號轉導途徑中的作用第六十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白激酶B的活化第七十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一表皮生長因子受體EGF受體及Ras的激活第七十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一2.受體絲氨酸/蘇氨酸激酶

受體絲氨酸/蘇氨酸激酶（receptorserine/threoninekinases）是單次跨膜蛋白受體，在胞內區具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性，該受體以異二聚體行使功能。主要配體是轉化生長因子-βs（transforminggrowthfactor-βs，TGF-βs）家族成員，包括TGF-β1~TGF-β5，這些成員具有類似結構與功能，對細胞具有多方面的效應。依細胞類型不同，可能抑制細胞增殖、刺激胞外基質合成、刺激骨骼的形成、通過趨化性吸引細胞和作為胚胎發育過程中的誘導信號等。第七十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一3.受體酪氨酸磷酯酶

受體酪氨酸磷酯酶（receptortyrosinephosphatases）為單次跨膜蛋白受體，受體胞內區具有蛋白酪氨酸磷酯酶的活性，胞外配體與受體結合激發該酶活性，使特異的胞內信號蛋白的磷酸酪氨酸殘基去磷酸化，其作用是控制磷酸酪氨酸殘基的壽命，使靜止細胞具有較低的磷酸酪氨酸殘基的水平。第七十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期一4.受體鳥苷酸環化酶

受體鳥苷酸環化酶（receptorguanylatecyclase）也是單次跨膜蛋白受體，胞外段是配體結合部位，胞內段為鳥苷酸環化酶催化結構域。這種酶聯受體的特點是：受體本身就是鳥苷酸環化酶，其細胞外部分有同信號分子結合的位點,細胞內部分有一個