2015主管藥師考試：跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng)

　　跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng)是主管藥師考試所涉及的內(nèi)容，環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理如下，供廣大主管藥師考試考生參考學(xué)習(xí)。

　　這是另一類(lèi)型的跨膜信號(hào)傳遞。最初是從對(duì)激素作用機(jī)制的研究開(kāi)始的。60年代在研究腎上腺素引起肝細(xì)胞中糖原分解為葡萄糖的作用機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)如果使腎上腺素單獨(dú)和分離出的細(xì)胞膜碎片相互作用，可以生成一種分子量小、能耐熱的物質(zhì)，當(dāng)把這種物質(zhì)同肝細(xì)胞的胞漿單獨(dú)作用時(shí)，也能引起其中糖原的分解，同腎上腺素作用于完整的肝細(xì)胞時(shí)有類(lèi)似的效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)提示，在腎上腺素正常起作用時(shí)，它只是作用于肝細(xì)胞的膜表面。通過(guò)某種發(fā)生在膜結(jié)構(gòu)中的過(guò)程，先在胞漿中生成一種小分子物質(zhì)，后者再實(shí)現(xiàn)腎上腺素分解糖原的作用。這種小分子物質(zhì)不久被證明是環(huán)-磷酸腺苷(即cAMP，環(huán)磷腺苷)。以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，很多其他激素類(lèi)物質(zhì)作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞時(shí)，都是先同膜表面的特異受體相結(jié)合，再引起膜內(nèi)側(cè)胞漿中cAMP含量的增加(有時(shí)是它的減少)，實(shí)現(xiàn)激素對(duì)細(xì)胞內(nèi)功能的影響。這樣就把cAMP稱(chēng)作第二信使，這是相對(duì)于把激素分子這類(lèi)外來(lái)化學(xué)信號(hào)看作第一信使而言的。

　　導(dǎo)致cAMP產(chǎn)生的膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的過(guò)程頗為復(fù)雜：它至少與膜中三類(lèi)特殊的蛋白質(zhì)有關(guān)。第一類(lèi)是能與到達(dá)膜表面的外來(lái)化學(xué)信號(hào)作特異性結(jié)合的受體蛋白質(zhì)，這是一些真正可以稱(chēng)作受體的物質(zhì)。目前已用分子生物學(xué)的方法證明，它們是一些獨(dú)立的蛋白質(zhì)分子;已經(jīng)確定的近100種這類(lèi)受體，都具有類(lèi)似的分子結(jié)構(gòu)，也屬于同一蛋白質(zhì)家族：即它們都由約300～400個(gè)氨基酸殘基組成，有一個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)胞外N-末端，接著在肽鏈中出現(xiàn)7個(gè)由22～28個(gè)主要為疏水性氨基酸組成的α-螺旋，說(shuō)明這肽鏈至少要反復(fù)貫穿膜7次，形成一個(gè)球形蛋白質(zhì)分子，還有一段位于膜內(nèi)側(cè)的肽鏈C-末端。目前認(rèn)為，受體分子中第7個(gè)跨膜螺旋是能夠識(shí)別、即能結(jié)合某種特定外來(lái)化學(xué)信號(hào)的部位;在受體因結(jié)合了特異化學(xué)信號(hào)而激活時(shí)，將進(jìn)而作用于膜中另一類(lèi)蛋白質(zhì)，即G-蛋白質(zhì)。

　　G-蛋白是鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白(guaninenucleotide-binding protein)的簡(jiǎn)稱(chēng)，也是存在于膜結(jié)構(gòu)中的一類(lèi)蛋白質(zhì)家族，根據(jù)它們分子結(jié)構(gòu)中少數(shù)氨基酸殘基序列上的不同，已被區(qū)分出有數(shù)十種，但結(jié)構(gòu)和功能極為相似。G-蛋白通常由α-、β-、和γ-3個(gè)亞單位組成;α-亞單位通常起催化亞單位的作用，當(dāng)G-蛋白未被激活時(shí)，它結(jié)合了一分子的GDP(二磷酸鳥(niǎo)苷);當(dāng)G-蛋白與激活了的受體蛋白在膜中相遇時(shí)，α-亞單位與GDP分離而又與一分子的GTP(三磷酸鳥(niǎo)苷)結(jié)合，這時(shí)α-亞單位同其他兩個(gè)亞單位分離，并對(duì)膜結(jié)構(gòu)中(位置靠近膜的內(nèi)側(cè)面)的第三類(lèi)稱(chēng)為膜的效應(yīng)器酶的蛋白質(zhì)起作用，后者的激活(或被抑制)可以引致胞漿中第二信使物質(zhì)的生成增加(或減少)。上述腎上腺素的作用，就是先由激素激活膜上相應(yīng)的受體后，通過(guò)一種稱(chēng)為Gs(興奮性G-蛋白)的G-蛋白的中介，激活了作為效應(yīng)器酶的腺苷酸環(huán)化酶，使胞漿中的ATP生成了起第二信使作用的cAMP，由于第二信使物質(zhì)的生成經(jīng)過(guò)多級(jí)催化作用，少數(shù)幾個(gè)膜外化學(xué)信號(hào)分子同受體的結(jié)合，就可能在胞漿中生成數(shù)目眾多的第二信使分子，這是這種類(lèi)型的跨膜信號(hào)傳遞的重要特點(diǎn)之一。