细胞间信息传递
第八讲细胞信息的传递
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
3. 单个跨膜螺旋受体：
此型受体一般是由均一性的多肽链构成的单
体或寡聚体。每个单体或亚基的跨膜-螺旋
区只有一个，通常由22~26个氨基酸残基构成，
具高度疏水性。
受体的细胞膜外区较大，配体即结合于此区
域。
受体的细胞膜内区可分为近膜区和酪氨酸蛋白 激酶区，位于C末端，包括ATP结合和底物结 合两个功能区。 此型受体的主要功能与细胞生长及有丝分裂的 调控有关。
含TPK结构域的受体
此型受体包括： 酪氨酸蛋白激酶受体型（催化型受体） 受体本身具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性，如 胰岛素样生长因子受体(IGF-R)，表皮生长因子
受体(EGF-R)。
非酪氨酸蛋白激酶受体型 与配体结合后，可与酪氨酸蛋白激酶偶联而表 现出酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。
4. 具有鸟嘌呤环化酶活性的受体：
第三节 信息的转导途径
Section 3 Transduction Pathways of Signal
一、膜受体介导的信息转导 （一）cAMP-蛋白激酶A途径
1．信号转导途径的组成：
胞外信息分子（第一信使） 膜受体
G蛋白
腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase，AC) 第二信使——cAMP 蛋白激酶A (protein kinase A，PKA)
⑴ 胞外信息分子及其受体： 通过这一途径传递信号的第一信使主要有儿茶 酚胺类激素、胰高血糖素、腺垂体的激素、下 丘脑激素、甲状旁腺素、降钙素、前列腺素等。
参与这一信息转导途径的受体大部分为G蛋白
偶联型膜受体。
⑵ G蛋白及其效应酶：
参与这一途径的G蛋白主要是两类，即激活型
《细胞通过质膜进行信息交流》 知识清单
《细胞通过质膜进行信息交流》知识清单在我们神奇的生命世界中，细胞作为生命的基本单位，时刻都在进行着各种复杂而又精密的活动。
其中，细胞通过质膜进行信息交流是一项至关重要的功能，它就像是细胞之间的“语言”，让细胞能够感知外界环境的变化，与其他细胞协同工作，共同维持生物体的正常运转。
一、细胞间信息交流的方式1、直接接触细胞可以通过细胞膜表面的蛋白质直接接触来传递信息。
例如，在免疫反应中，免疫细胞之间通过表面受体的相互作用来识别和攻击病原体。
2、化学信号传递这是细胞间信息交流最常见的方式之一。
细胞会分泌一些化学物质，如激素、神经递质等，这些化学物质被释放到细胞外，然后通过体液运输到靶细胞，与靶细胞表面的受体结合，从而传递信息。
3、相邻细胞间的通道相邻的细胞之间可以形成一些特殊的通道，比如胞间连丝。
植物细胞通过胞间连丝，使得小分子物质和信息能够在细胞之间快速传递。
二、质膜在信息交流中的作用质膜，也就是细胞膜，它就像是细胞的“边界卫士”，同时也是信息交流的重要“窗口”。
1、质膜上的受体质膜表面存在着各种各样的受体蛋白，它们能够特异性地识别和结合细胞外的化学信号分子。
当信号分子与受体结合后，会引发受体的构象变化，从而启动细胞内的一系列信号转导过程。
2、质膜的流动性质膜的流动性使得受体和信号分子能够快速地相互作用。
同时，也有助于形成一些特殊的结构，如受体的聚集，从而增强信号的接收和传递效率。
3、质膜的通透性质膜并不是完全封闭的，它具有一定的通透性，可以允许一些小分子物质通过。
这对于细胞间的信息交流也是非常重要的，比如某些离子的进出可以改变细胞的电位，从而传递信息。
三、细胞内的信号转导当细胞外的信号通过质膜传递到细胞内后，细胞内会启动一系列复杂的信号转导过程。
1、信号分子与受体结合这是信号转导的第一步，引发受体的激活。
2、第二信使的产生激活的受体可以通过一系列反应，产生第二信使，如环腺苷酸（cAMP）、钙离子（Ca²⁺）等。
生命科学中的信息交流与传递
生命科学中的信息交流与传递生命科学是对生命现象的研究和理解，其中信息交流和传递是一个至关重要的方面。
生命体现了生物体内外各种生物分子之间的相互作用，信息传递在生命过程中起着至关重要的作用。
信息传递在细胞水平上可以分为两种类型——内含物传递和信号转导。
内含物传递是指分子内信息的传递，通常涉及到DNA/RNA、蛋白质等大分子物质。
信号转导是细胞间通讯的一种形式，通常由化学分子负责发送和接受信息。
内含物传递内含物的传递是指生命体内分子间信息的传递。
DNA/RNA和蛋白质是内含物中最重要的两个类型。
DNA/RNA载体着基因信息，携带着细胞内几乎所有的遗传信息。
蛋白质则是执行这些基因信息的分子工具，主要负责分子级的信息交流和修饰反应。
在细胞内，这些分子被不断地传递和修饰，在整个生命过程中扮演着至关重要的角色。
信号转导信号转导是指细胞间信息的传递方式。
细胞间环境发生变化时，生物体会通过信号分子的释放来响应。
这些分子会在受体内与受体相互作用，启动一系列的反应，最终导致一些重要基因的表达。
一个信号分子本身不能被传递，因为它很容易与细胞体外组织上的其他分子结合起来。
所以，信号分子需要通过分泌和捕获来传递信息。
分泌和捕获是指信号分子从细胞内分泌出来，并被接受到达特定受体的过程。
接收信号的受体是膜上或细胞内部的蛋白质分子。
这些受体负责接受信号分子，转换成内部的生物化学反应，最终导致基因调控的变化，以响应生物环境的变化。
总结在生命科学中，信息交流和传递是极其重要的一个方面。
在细胞水平上，这包括内含物传递和信号转导。
内含物传递是指分子内信息的传递，通常涉及到DNA/RNA、蛋白质等大分子物质。
信号转导是细胞间通讯的一种形式，通常涉及到化学分子。
在生命过程中，这些分子被不断地传递和修饰，扮演着至关重要的角色。
细胞信号传递的机理和调控
细胞信号传递的机理和调控细胞信号传递是指生物体内部细胞与细胞之间进行信息交流时所涉及的一系列分子事件和生化反应过程。
其基本原理是通过信号分子的结合和配对反应，调控蛋白质激活和分子信号传导的途径，从而实现对细胞功能和生理状态的调控和控制。
本文将从信号分子的产生和释放、受体的识别和结合、下游信号通路的激活和调控等多个方面，介绍细胞信号传递的机理和调控。
一、信号分子的产生和释放信号分子是实现细胞信号传递的关键组成部分，其产生和释放受到多重因素的影响。
常见的信号分子包括生长因子、激素、神经递质等。
它们一般由细胞内蛋白质合成和分泌系统所调节，通过胞内小分子媒介、释放囊泡等方式，被释放到细胞外部。
部分信号分子需要通过另外的分解酶等介入修饰才能发挥生物学功能。
例如，激素类分子通常需要甲基转移酶等介入修饰后才能在细胞内结合受体并产生作用。
信号分子的释放和传递，除了依靠正常的分泌途径外，也往往受到神经轴突的反应、快速的双向反向调控以及其他多种生化反应的制约。
二、受体的识别和结合在信号分子与靶细胞发生交互之前，它需要先与细胞上的受体结合，从而启动信号传递的下一步。
受体一般被细胞膜或内质网表面、细胞内蛋白质或其他有机物质所包裹，可与各种不同的信号分子相交互。
受体表面一般有特定结合位点，可以和信号分子中和配对，从而引发后继的反应。
受体与信号分子结合后，可处于激活、抑制、功能调控等多种状态。
受体与信号分子交互时的选择性往往决定于受体的特异性结构和信号分子的空间结构、亲和性匹配等特征。
对于一个特定的信号分子而言，要实现对靶细胞的选择性调控，则一定需要存在匹配的特异性受体。
三、下游信号通路的激活和调控信号分子经受体激活后，会通过下游信号转导通路，引发各种细胞功能和生理状态的改变，如蛋白质激活、基因表达、离子通道调控等。
下游信号通路包括多种传递和调控机制。
最重要的是多重酶催化和转移过程。
这些酶催化和转移过程包括级联反应、交联反应、反应速率调节、分解反应等多个方面，其中包括激酶、磷酸酶、蛋白激酶等多种不同类型的酶催化系统。
细胞传递信息的信号转导途径
细胞传递信息的信号转导途径细胞在一个有机体中承担着信息传递的重要任务，细胞所接收到的外部信号必须被传递到内部，从而激活或抑制特定的行为和功能。
这种信号传递的过程称为信号转导。
信号转导的途径主要包括细胞表面受体和细胞内信号转导蛋白。
一、细胞表面受体细胞表面受体是指定位于细胞膜上的蛋白质，可以感受到外部环境的信号，并将这些信号转化为细胞内部的信号。
有两种主要类型的细胞表面受体：离子通道受体和型受体。
离子通道受体的作用是通过感受到化学或电学信号来调节细胞的电位或离子浓度。
这些受体如神经元细胞表面的神经递质受体，可以让离子穿过细胞膜，从而改变细胞膜电位。
型受体基本上都是蛋白质，包括G蛋白偶联受体和酪氨酸激酶受体（TK受体）。
G蛋白偶联受体广泛分布在人体内，不仅能感受到最靠近细胞表面的化学信号，也能感受到内分泌系统在人体内分泌的激素。
当受体与信号分子结合时，G蛋白偶联受体在细胞内活动，引起了多种反应，包括调节细胞膜、细胞内酶和G蛋白的活性等。
与刚刚提到的不同，TK受体是通过细胞内部酪氨酸激酶的活性改变来改变细胞功能。
当信号分子和TK结合后，活性发生了改变，细胞内往往会发生一系列反应，以改变细胞的酶活性、内部的蛋白合成和其他生化反应。
二、细胞内信号转导蛋白一旦细胞表面受体被信号分子激活，细胞内信号转导蛋白就被激活了，信息转导向细胞内部进行传递。
参与信息转导的蛋白主要包括激酶和磷酸酶。
激酶被激活时会磷酸化其下游的靶蛋白，磷酸酶则终止下游靶蛋白的振荡。
细胞内信息转导途径主要包括以下几种途径：1.丝裂原激活蛋白（MAPK）途径：MAPK途径的激活是通过一条多步骤的反应路径来完成的。
当活化G蛋白特异性GTP酶时，会导致下游的Mek被磷酸化，引起MAPK的激活。
MAPK激活后可以调节许多细胞转录程序中的基因表达。
2.磷脂酶C（PLC）途径：PLC途径的激活是磷酸水解的结果。
当激活Rhodopsin时，可以激发PLC的活性，从而导致IP3和钙出现，IP3会引起胞质内钙的释放。
细胞信息传递
2.2 蛋白激酶的级联反应
某些激酶类相互偶联。酶可以迅速、特异催化生成
大量的产物分子。逐级磷酸化的信号转导酶级联 （enzyme cascades）系统，显著放大胞外信号。
典型的MAPK激酶家族级联：
MAPK激酶的激酶（MAPKKK，MKKK）
—— SH2（ Src homology domain 2, SH2）结构域： 约含100残基，识别蛋白含磷酸化酪氨酸的特异模体；
—— SH3结构域：50～100残基，识别富含脯氨酸 特异模体。
SH1
SH2、SH3是细胞Src蛋白的同源结构域
—— PH结构域：约有100残基，识别结合膜磷脂 衍生物（如PI-3,4,5-P3等）
—— 蛋白酪氨酸激酶（tyrosine- protein kinase, TPK）。
—— 作用于其他氨基酸残基的蛋白激酶，如蛋白 半胱氨酸激酶等。
2）蛋白磷酸酶（protein phosphatase）
靶蛋白分子的去磷酸化，逆转相应蛋白激酶作用， 关闭由蛋白激酶开启的信号途径。
—— 蛋白丝/苏氨酸磷酸酶，如磷蛋白磷酸酶-1、 -2（PP-1，-2）；
亚基
功能
s 激活腺苷酸环化酶
i 抑制腺苷酸环化酶
p 激活磷脂酰肌醇的特异磷脂酶Ｃ
o 大脑中主要的Ｇ蛋白,可调节离子通道 Ｔ 激活视觉
*o表示另一种(other) ＊＊T：传导素 (transductin)
3. 小分子G蛋白
又称小GTP酶(small GTPase)，属于Ras蛋白超家族 —— 细胞生长、分化、增殖等信号转导。 —— 包括Ras、Rho、Arf、Rab、Ran几亚家族。结构与 功能类似G蛋白α亚基。 —— Ras蛋白是通用的信号转导物。
神经细胞之间怎样传递信息
神经细胞之间怎样传递信息
神经细胞之间通过复杂的过程传递信息，这个过程涉及神经细胞的兴奋和抑制状态、神经递质的释放以及突触的功能。
下面是神经细胞之间传递信息的主要过程：
1.神经冲动产生：当神经细胞被刺激时，其细胞膜内外的电
位差会发生变化，导致神经细胞兴奋（动作电位的产生）。
这些兴奋状态通常由外部刺激、感知信息或其他神经细胞
的信号触发。
2.神经冲动传播：产生的兴奋状态会通过神经细胞膜上的离
子通道传播。
兴奋状态将沿着神经细胞的轴突（长而细的
细胞延伸部分）传递，形成动作电位的传播。
3.突触传递：当动作电位到达神经细胞的轴突末端，它会触
发突触的活动。
突触是两个神经细胞之间的连接点。
由于
细胞膜的特殊性质，动作电位无法直接在神经细胞之间传
递。
相反，它触发了神经递质的释放。
4.神经递质释放：动作电位到达轴突末端后，会引起突触小
泡内神经递质的释放。
这些神经递质是化学物质，将在突
触间隙（两个神经细胞之间的间隙）中释放出来。
神经递
质将通过扩散到下一个神经细胞的细胞膜，传递兴奋或抑
制信号。
5.后续神经细胞响应：神经递质与下一个神经细胞的受体结
合后，会导致其细胞膜电位发生改变。
这可能会使下一个
神经细胞兴奋，传递信号，或者抑制下一个神经细胞，阻
止信号传递。
这一过程将继续在神经元之间的连接中发生，以实现信息的传递。
通过这种兴奋-抑制相互作用，神经细胞之间的信息能够在神经系统中传递。
这个过程在大脑中发挥重要作用，使我们能够感觉、思考、运动和作出各种决策。
对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读
教学链接2021年第1期对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读重庆市第八中学校(401120) 郝建仕摘要基于稳态与调节观、信息观的生物学思想观念，从5条不同的信息传递途径对细胞间信息传递的机制进行阐述和解读，并指出信息传递受阻会引起人体相关疾病产生。
关键词生物学思想观念;生命调节；信息传递;作用机制 文章编号 1005 - 2259(2021)1 -0036 - 03人教社2019年版生物学教材选择性必修1 “稳态与调节”模块围绕生物体稳态的保持和相关 调节活动展开教学，包含神经调节、体液调节、免疫 调节和植物激素调节。
每个调节机制相对独立又 共同协调完成整体生命活动，其中体液调节是联系 枢纽，起到至关重要的作用。
本文以体液调节中激 素调节的作用机制——细胞间信息传递为重点进行解读。
GPAld + NADP + +Pi由以上分析可知，新人教版的描述更加准确。
通过对不同版本教材“分子与细胞”模块中相 关问题的比较分析，笔者发现新人教版在旧人教版 的基础上更新了一些描述，增添了新的研究内容， 注人了新的教学理念。
教师在日常教学过程中要 认真研读不同教材，及时发现教材内容的调整，了 解不同版本教材的差异,把握生物学前沿知识，推 动新课程改革和生物学教学的发展。
参考文献[1] 汪忠.普通高中课程标准实验教科书:生物:必修1分子与细胞[M ].南京:江苏省出版总社，2014.[2] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书：生物:必修1分子与细胞[M ].北京：人民教育出版 社，2004.1信息分子与受体1.1信息分子信息分子是生物体调节细胞生命活动的一类化学物质，包括第一信使与第二信使。
由细胞分泌 调节靶细胞代谢活动的是细胞间信息分子（即第一 信使），包括神经递质、激素、细胞因子等。
1.2受体受体是能识别和结合信息分子，引起细胞内产[3] 朱正威,赵占良.普通高中教科书:生物学:必修1分子与细胞[M ].北京:人民教育出版社,2019.[4] 沈萍,陈向东.微生物学[M ].8版.北京:高等教育出版社,2016:29 -35.[5] 祝峥.药用植物学[M ]. 2版.上海:上海科学技术出版社，2017:102 - 104.[6]方炎明.植物学[M ].北京：中国林业出版社,2006:15-18.[7]Nanbo A,Kawanishi E,Yoshida R,et al. Exosomes derived from epstein-barr virus-infected cells are internalized via caveola-dependent endocytosis and promote phenotypic modulation in target cells [ J ]. J Virol ,2013 , 87(18) ： 10 334 -10 347.[8 jRenard H F,Simunovic M,Lemiere J,et al. Endophilin-A2 functions in membrane scission in clathrin-independent endocytosis [J]. Nature ,2015,517 (7535) ：493 - 496.[9] 陈阅增，张宗炳.普通生物学[M ].北京:高等教育出版社，1997:68.[10] 吴相钰，陈守良，葛明德.陈阅增普通生物学[M ].4版.北京:高等教育出版社，2014:67 -68. ANADPH 提供能量。
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细胞间信息传递单细胞生物直接对外界环境的变化作出反应。
高等生物往往是由成亿个细胞所组成的有机体，大多数细胞不与外界直接接触，而且已分化成具有特殊结构与功能的细胞，如此众多的细胞之间必然需要有效的信息联络，对细胞功能进行调控，从而完善地发挥其各自的功能。
彼此协调，相互配合，维持机体的恒稳状态，以适应各种生命活动和生长繁殖的需求。
第一节信息分子与受体凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质称为信息分子。
目前已知的信息分子有细胞间的，即第一信使，包括蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰岛素等），氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、肾上腺素等），类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等），脂肪酸衍生物（如前列腺素）、一氧化氮等，将信息从某一细胞传递至另一种细胞。
信息分子也有在细胞内的，即第二信使。
细胞间信息物质包括无机离子，如Ca2+；脂类衍生物，如二脂酰甘油（DAG）；糖类衍生物，如三磷酸肌醇（IP3）；核苷酸，如环磷酸腺苷（cAMP）、环磷酸鸟苷（cGMP）；信号蛋白分子，如癌基因产物Ras，底物酶等。
第二信使承担将细胞接受的第一信使信息，转导至细胞内的任务，最终引起相应的生物效应。
这种信息传递途径是多种多样的，归纳起来，其过程一般是：第一信使→受体→第二信使→效应蛋白质（是指细胞内的功能蛋白及调节蛋白）↓↓效应蛋白质-----------→生物学效应一、细胞间信息分子细胞间的信息分子称为第一信使，分泌细胞间信息分子的细胞称为信号分泌细胞，细胞间信息分子作用的细胞（存在该信号的受体细胞）称为靶细胞。
（一）按照传输距离和作用方式，可将细胞间信息分子分为如下4类（图9-1-1）：图9-1-1 细胞间信息分子的种类1．内分泌信号（激素）其分泌部位和靶器官或组织有相当长的距离，因此信息分子须通过血液运送至靶器官，是长距离运输的信息分子。
由特殊分化的内分泌细胞释放，如胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等，此类信息分子的特点是通过血循环到达靶细胞。
大多数对靶细胞的作用时间较长。
2．旁分泌信号（局部化学介质）体内某些细胞能分泌一种或数种化学介质，如生长因子、细胞生长抑素、一氧化氮和前列腺素等。
此类信息分子的特点是不进入血循环，而是通过扩散作用到达附近的靶细胞。
除生长因子外，它们的作用时间较短。
其中在突触间传递信息的物质称为突触分泌信号，由神经元突触前膜释放，突触后膜接受，负责将神经信号由一个神经原传递至另一个神经原或效应细胞，如乙酰胆碱和去甲肾上腺素等，其作用时间较短。
3．自分泌信号：由细胞分泌至细胞间隙，又作用于自身细胞的信息分子，如一些癌基因所表达的蛋白质，可刺激自身细胞增殖。
4．膜附着信号（直接连接）信号分泌细胞产生的信息分子为蛋白质信号，存在于分泌细胞的质膜上，为质膜的成分之一，该信号蛋白与靶细胞的受体直接连接，不通过细胞间液传递。
（二）按照溶解性质和是否进入靶细胞可将细胞间信息分子分为2类：1．脂溶性信息分子脂溶性细胞间信息分子通常为类固醇化合物，容易穿越膜，如各种类固醇激素，它们通常进入细胞与细胞内受体结合。
2．水溶性信息分子水溶性信息分子通常是含N化合物（蛋白质、氨基酸或氨基酸衍生物），如胰岛素、肾上腺素等，很难穿越膜，它们通常与细胞膜受体结合。
二、细胞内信息分子在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质。
前已述及，细胞内信息物质的组成具多样化。
通常将Ca2+、DAG、IP3、cAMP、cGMP等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称做第二信使。
细胞内信息物质在传递信号时绝大部分通过酶促级联反应方式进行（图9-1-2）。
它们最终通过改变细胞内有关酶的活性、开启或关闭细胞膜离子通道及细胞核内基因的转录，达到调节细胞代谢和控制细胞生长、繁殖和分化的作用。
所有信息分子在完成信息传递后，必须立即灭活。
通常细胞通过酶促降解、代谢转化或细胞摄取等方式灭活信息分子（详见第十章《生物活性物质的灭活与转化》）。
图9-1-2 信息分子诱发的级联反应三、受体的分类受体是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。
能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称为配体。
细胞间信息分子就是一类最常见的配体。
除此以外，某些药物、维生素和毒物也作为配体而发挥生物学作用。
受体在细胞信息传递过程中起着极为重要的作用。
其中，位于细胞液和细胞核中的受体称为胞内受体，大部分是DNA结合蛋白。
存在于细胞质膜上的受体则称为膜受体，它们绝大部分是镶嵌糖蛋白。
受体按照存在位置分为膜受体和胞内受体（图9-1-3）。
膜受体存在与细胞膜上，胞内受体存在于细胞质或细胞核中。
膜受体有门控离子通道、受体酶与受体偶联酶、蛇形受体（G蛋白偶联受体）。
图9-1-3 受体的种类四、受体作用的特点1．高度的专一性：受体选择性地与特定配体结合，这种选择性是由分子的几何形状决定的。
受体与配体的结合通过反应基团的定位和分子构象的相互契合来实现的(图9-1-4)。
图9-1-4 配体-受体的专一性结合2．高度的亲和力：无论是膜受体还是胞内受体，它们与配体间的亲和力都很强。
体内信息分子的浓度非常低，通过与配体的高亲和力结合及随后的级联瀑布反应产生显著的生物学效应。
3．可饱和性：增加配体浓度，可使受体饱和，此时再增加信息分子的浓度，其生物学效应不再增加。
4．可逆性：受体与配体以非共价键结合，是一种可逆反应。
因此，信息分子的类似物也可与受体结合，这样，信息分子的类似物可能发挥信息传递作用，也可能阻碍信息分子与受体的结合而抑制信息分子的信息传递。
某些药物属于信息分子的类似物。
5．特定的作用模式：受体在细胞内的分布，从数量到种类，均有组织特异性，并出现特定的作用模式，提示某类受体与配体结合后能引起某种特定的生理效应。
第二节细胞膜受体的信息传导途径一、门控离子通道又称配体依赖性离子通道、环状受体。
它们主要受神经递质等信息物质调节。
当神经递质与这类受体结合后，可使离子通道打开或关闭，从而改变膜的通透性。
门控离子通道有2种类型，一类是配体门控离子通道，通道的开放与关闭取决于是否与配体结合；另一类是电位门控离子通道，通道的开放与否取决于膜电位。
门控离子通道受体主要在神经冲动的快速传递中起作用。
下面以突触信号传递为例说明离子通道的作用。
1．Na+-K+ATP酶与神经原膜电位在神经细胞中（其他细胞也如此），Na+-K+ATP酶通过消耗1个ATP将细胞内的3个Na+泵出，2个K+泵入，结果形成细胞膜内侧带负电，膜外侧带正电，膜外高钠，膜内高钾的电化学梯度（图9-2-1）。
图9-2-1 Na+-K+ATP的作用2．乙酰胆碱与神经原膜上的乙酰胆碱受体结合，打开离子通道，消除膜的极化状态（图9-2-2）。
因此，乙酰胆碱受体是配体门控离子通道。
图9-2-2 乙酰胆碱的去极化作用3．突触前神经原释放乙酰胆碱使突触后神经原兴奋，即细胞间信息分子（乙酰胆碱）将动作电位从一个细胞传递至另一个细胞（图9-2-3）。
图9-2-3 神经冲动在突触间的传导二、受体酶与受体-偶联酶该类受体具有1个跨膜的α-螺旋区段，因此又称单个跨膜α-螺旋受体。
这类受体有2种类型，一类是具有酶活性的受体（受体酶），受体结合域在膜外侧，酶催化域在膜内侧，因此受体酶又称催化型受体；另一类称做受体-偶联酶，其中受体没有催化活性，但受体的膜内侧偶联一个酶分子。
受体酶与受体-偶联酶与细胞的增殖、分化、分裂及癌变有关。
能与这类受体结合的配体主要有白细胞介素等细胞因子、生长因子和胰岛素等。
（一）受体酶：酪氨酸蛋白激酶的信号传递途径酪氨酸蛋白激酶（TPK）受体有多种，如胰岛素受体、表皮生长因子受体、某些原癌基因编码的受体。
图9-2-4显示胰岛素受体与胰岛素的结合激活膜内侧酪氨酸激酶催化域，催化域催化含酪氨酸残基的无活性靶蛋白磷酸化为活性靶蛋白，激活的靶蛋白诱发生物学效应。
胰岛素的主要生理效应是促进合成糖原和脂肪，促进葡萄糖在细胞中的利用，促进脂肪细胞等的分裂增殖等。
图9-2-4 酪氨酸蛋白激酶受体（胰岛素受体）图9-2-4中的靶蛋白称为胰岛素受体底物（IRS），被酪氨酸蛋白激酶催化而被磷酸化，激活的IRS引起磷酸化级联反应，并最终影响基因的转录（图9-2-5）。
图9-2-5 酪氨酸蛋白激酶引起的级联反应注：SH2域（src homology 2 domain）与原癌基因src编码的异常酪氨酸蛋白激酶域同源， Ras蛋白与原癌基因ras所编码的异常单链蛋白质同源，故名。
因此，激活的原癌基因src和ras能表达有持续活性的异常酪氨酸蛋白激酶和Ras蛋白，导致细胞的无限增殖而形成癌症。
被胰岛素受体磷酸化的IRS-1促使另一条通路的磷酸化级联反应，最终导致血糖浓度的降低（图9-2-6）。
图9-2-6 胰岛素的降血糖作用有多种酪氨酸蛋白激酶受体，分别可与胰岛素、表皮生长因子及某些原癌基因erb-B、kit、fms 等编码的生长因子结合。
（二）受体酶：鸟苷酸环化酶的信息传递途径具有鸟苷酸环化酶活性的受体酶有两类，一类是存在于细胞溶胶中的可溶性的受体（胞内受体），如NO受体酶；一类是存在于细胞膜上的受体，如心钠素受体、鸟苷素和内毒素受体（图9-2-7）。
图9-2-7 鸟苷酸环化酶当鸟苷酸环化酶与配体结合，构象改变，催化域被激活并催化生成cGMP（图9-2-8），cGMP引发级联反应，产生相应的生物学效应。
cGMP通过激活蛋白激酶G（PKG），PKG的作用类似于蛋白激酶A(PKA),可引起蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基的磷酸化。
图9-2-8 cGMP的生成一氧化氮可激活平滑肌细胞中的腺苷酸环化酶（胞内受体），使cGMP生成增加，通过激活蛋白激酶G，导致血管平滑肌舒张。
体内的NO是由精氨酸、NADPH、O2经一氧化氮合酶催化生成的（图9-2-9）。
NO是非极性小分子，容易穿过细胞膜，从产生的细胞扩散到临近细胞中，与可溶性的NO 受体（腺苷酸环化酶）结合发挥生理效应。
硝酸甘油等药物在临床上作为血管扩张剂（降压作用）使用是因为它们能自发地产生NO，升高cGMP，实现松弛血管平滑肌，降低血压的作用。
另外，Viagra（万艾可，俗名伟哥）通过抑制cGMP分解酶的作用而提高cGMP的浓度，促使阴茎血管舒张而勃起。
图9-2-9 NO的生成凡能作用于腺苷酸环化酶的配体，如心钠素、鸟苷素、内毒素、NO及产生NO的物质都能升高cGMP的浓度，因此都有一定的降压作用。
(三)受体-偶联酶：这类受体分子缺乏蛋白激酶活性，但是这类受体关联具有激酶活性的偶联酶，这些酶称为连接蛋白。
通过具有激酶活性的连接蛋白（偶联酶），对它的底物进行磷酸化修饰而发生级联反应，一般通过调节基因的转录而产生生物学效应。
受体-偶联酶的配体是诸如生长激素、干扰素、红细胞生成素、粒细胞集落刺激因子、一部分生长因子、大部分细胞因子等。