内分泌信号传递（endocrinesignaling）如果一个已释放的信号分子留在细胞外液里，它将可能进入生物体的循环系统里，游遍整个身体。这些长寿的信号分子，可以对距离释放它们的细胞很远的细胞起作用，它们称为激素（homone）。这种细胞间的相互联系称为内分泌信号传递（图7.3c）。第58章对内分泌信号传递作了详细的讨论。动物和植物都广泛地使用了这种信号传递的机制。突触信号传递（synapticsignaling）在动物中，神经系统的细胞可以与很远的细胞进行快速的联系。它们的信号分子，即神经递质（neuro一transmitters），不会像激素那样通过循环系统来传到远距离的细胞，而是依靠神经细胞长的纤维状突起，从其尖端向非常靠近的靶细胞释放神经递质（图7.3d）。两个细胞间那条狭窄的缝隙称为化学突触（chemicalsynapse）。旁分泌信号通过细胞间液体运动，而神经递质是穿过突触来传递，而且只持续很短的时间。我们将在第54章对突触信号传递作更充分的叙述。紧换着的细胞可以通过直接接触来传递信号，而附近不着的细胞可以通过旁分泌信号互相联系。另外两个涉及到较远距离联系的机制是：在内分泌信号传递机制里，血液把激素带到远距离的细胞，在突触信号传递机制里，神经细胞从靠近反应细胞的长突起分泌神经递质7.2在细胞内和细胞表面的蛋白质接收从其它细胞发来的信号胞内受体所有细胞传递信号的途径有一些共同的要素，包括从一个细胞传到另一个细胞的化学信号，以及一个在靶细胞里或在其表面的接受信号的受体。我们已经看过从一个细胞传到另一个细胞的信号种类了，现在让我们来看看接受信号的受体的性质。表7.1总结了我们将在本章讨论的几种受体。很多细胞的信号是脂溶性的或是小分子，它们可容易地通过靶细胞的质膜而进入细胞，在那里与受体作用。有的信号分子与位于细胞质里的蛋白受体结合，有的会穿过核被膜与细胞核里的受体结合。这些胞内受体（图7.4）可以启动细
内分泌信号传递（endocrine signaling （endocrine signaling endocrine signaling） 如果一个已释放的信号分子留在细胞外液里，它将可能进入生物体的循环系 统里，游遍整个身体。这些长寿的信号分子，可以对距离释放它们的细胞很远的 细胞起作用，它们称为激素（homone）。这种细胞间的相互联系称为内分泌信号 传递(图7.3c)。第58章对内分泌信号传递作了详细的讨论。动物和植物都广泛地 使用了这种信号传递的机制。 突触信号传递（synaptic sig （synaptic sig synaptic signaling） 在动物中，神经系统的细胞可以与很远的细胞进行快速的联系。它们的信号 分子，即神经递质（neuro－transmitters），不会像激素那样通过循环系统来 传到远距离的细胞，而是依靠神经细胞长的纤维状突起，从其尖端向非常靠近的 靶细胞释放神经递质（图7.3d）。两个细胞间那条狭窄的缝隙称为化学突触 （chemical synapse）。旁分泌信号通过细胞间液体运动，而神经递质是穿过突 触来传递，而且只持续很短的时间。我们将在第54章对突触信号传递作更充分的 叙述。 紧挨着的细胞可以通过直接 紧挨着的细胞可以通过直接接触来传递信号，而附近不挨着的细胞可以通 ，而附近不挨着的细胞可以通 过旁分泌信号互相联系。另外两个涉及到较远距离联系的机制是 。另外两个涉及到较远距离联系的机制是：在内分泌信 号传递机制里，血液把激素带到远距离的细胞 ，血液把激素带到远距离的细胞，在突触信号传递机制里 ，在突触信号传递机制里，神经 细胞从靠近反应细胞的长突起分泌神经递质。 7.2 在细胞内和细胞表面的蛋白质接收从其它细胞发来的信号 7.2 在细胞内和细胞表面的蛋白质接收从其它细胞发来的信号 胞内受体 所有细胞传递信号的途径有一些共同的要素，包括从一个细胞传到另一个细 胞的化学信号，以及一个在靶细胞里或在其表面的接受信号的受体。我们已经看 过从一个细胞传到另一个细胞的信号种类了，现在让我们来看看接受信号的受体 的性质。表7.1总结了我们将在本章讨论的几种受体。 很多细胞的信号是脂溶性的或是小分子，它们可容易地通过靶细胞的质膜而 进入细胞，在那里与受体作用。有的信号分子与位于细胞质里的蛋白受体结合， 有的会穿过核被膜与细胞核里的受体结合。这些胞内受体（图7.4）可以启动细
胞内多种反应，这取决于受体的性质。Signal moleculebinding siteSignalInhibitormoleculeproteinTranscription-activatingdomainSignal molecule-binding domainDNA bindingdomain图7.4一个起基因调控作用的胞内受体的基本结构。这些受体位于细胞内，在接受如类固醇激素、维生素D和甲状腺素等信号后发挥作用。Inhibitorprotein阻遇蛋白，Signalmoleculebindingsite信号分子结合位点，signal molecule信号分子，signalmolecule-bindingdomain信号分子结合域，DNAbindingdomainDNA结合域，Transcriptionactivatingdomain转录激活域表7.1细胞联系的机制机制结构功能例子胞内受体没有细胞外的信从脂溶性或不带电NO、类固醇激素号结合点非极性的小分子接受信号维生素D和甲状腺素的受体细胞表面的受体多次跨膜的蛋白质神经元用化学方法开由化学方法启动的分子门关的离子通道形成一个中心孔打开或关闭酶受体单次跨膜的蛋白质在细胞外与信号结合，在激酶的磷酸化细胞内催化反应G蛋白肽类激素，眼睛里的跨膜七次的蛋白质信号与受体的结合导致GTP耦联视杆细胞在细胞质一边有G和G蛋白结合。附有GTP的G受体蛋白的结合点蛋白与受体分离，把信号运入细胞内
胞内多种反应，这取决于受体的性质。 表7.1细胞联系的机制 机制 结构 功能 例子 胞内受体 没有细胞外的信 从脂溶性或不带电 NO、类固醇激素 号结合点 非极性的小分子接受信号 维生素D和甲状腺 素的受体 细胞表面的受体 用化学方法开 多次跨膜的蛋白质 由化学方法启动的分子门 神经元 关的离子通道 形成一个中心孔 打开或关闭 酶受体 单次跨膜的蛋白质 在细胞外与信号结合，在 激酶的磷酸化 细胞内催化反应 G蛋白 跨膜七次的蛋白质 信号与受体的结合导致GTP 肽类激素，眼睛里的 耦联 在细胞质一边有G 和G蛋白结合。附有GTP的G 视杆细胞 受体 蛋白的结合点 蛋白与受体分离，把信号运 入细胞内 图 7.4 一个起基因调控作用的胞内受体的基本结构 一个起基因调控作用的胞内受体的基本结构。这些受体位于 。 细胞内，在接受如类固醇激素、维生素 D 和甲状腺素等信号后发挥 作用。 Inhibitor protein 阻遏蛋白，Signal molecule binding site 信 号 分 子 结 合 位 点 ， signal molecule 信 号 分 子 ， signal molecule-binding domain 信号分子结合域，DNA binding domain DNA 结合域， Transcription activating domain 转录激活域
与其它细胞的物理接触表面标记可变的：膜内在蛋白细胞的确认MHC（主要组织相容复合或细胞膜内的糖脂体）复合物，血型物质，抗体紧密连接封闭连接：把细胞“焊接”消化道上皮细胞紧密结合的密闭的纤维蛋白带围绕着在一起以至物质只能从细间的连接细胞胞，而不能在细胞间穿过桥粒上皮细胞骨架的中间丝锚定连接：把细胞通过钙粘着蛋白与“扣"在一起邻近细胞连接粘着连接跨膜的纤维蛋白锚定连接：将细胞外承受强机械压力的基质固着于细胞骨架组织，如皮肤间隙连接六个跨膜的连结子蛋通讯连接：在组织里，允许可兴奋组织白形成一个连接细胞的小分子从一个细胞传到另如心肌管道一个细胞胞间连丝植物组织通过相邻植物细胞的植物细胞的通讯连结细胞壁间隙的细胞质连接作为基因调控者的受体一些胞内受体作为基因转录的调控者。它们中间有皮质醇、雌性激素和孕酮等类固醇激素的受体，也有一些如维生素D和甲状腺素等小的脂溶性信号分子的受体。所有这些受体有相似的结构，编码它们的基因很可能都是从同一个祖先基因演化出来的。因为它们结构的相似性，所以它们都属于胞内受体超家族每个此类受体都有一个DNA的结合位点。在不活跃的状态下，因为一个抑制蛋白占据了结合点，所以受体一般不能与DNA结合。当信号分子与受体另一个结合位点结合后，抑制剂释放出来，DNA的结合位点暴露出来（图7.5），受体与DNA上一段特殊的核苷酸序列结合，从而活化（在一些情况下是抑制）一个特定的基因，这个基因一般位于调节部位的附近。由胞内受体识别的脂溶性信号分子，比水溶性信号在血液中保留的时间长得
与其它细胞的物理接触 表面标记 可变的；膜内在蛋白 细胞的确认 MHC（主要组织相容复 合 或细胞膜内的糖脂 体）复合物，血型物质， 抗体 紧密连接 紧密结合的密闭的 封闭连接：把细胞“焊接” 消化道上皮细胞 纤维蛋白带围绕着 在一起以至物质只能从细 间的连接 细胞 胞，而不能在细胞间穿过 桥粒 细胞骨架的中间丝 锚定连接：把细胞 上皮 通过钙粘着蛋白与 “扣”在一起 邻近细胞连接 粘着连接 跨膜的纤维蛋白 锚定连接：将细胞外 承受强机械压力的 基质固着于细胞骨架 组织，如皮肤 间隙连接 六个跨膜的连结子蛋 通讯连接：在组织里，允许 可兴奋组织 白形成一个连接细胞的 小分子从一个细胞传到另 如心肌 管道 一个细胞 胞间连丝 通过相邻植物细胞的 植物细胞的通讯连结 植物组织 细胞壁间隙的细胞质连 接 作为基因调控者的受体 一些胞内受体作为基因转录的调控者。它们中间有皮质醇、雌性激素和孕酮 等类固醇激素的受体，也有一些如维生素D和甲状腺素等小的脂溶性信号分子的 受体。所有这些受体有相似的结构，编码它们的基因很可能都是从同一个祖先基 因演化出来的。因为它们结构的相似性，所以它们都属于胞内受体超家族。 每个此类受体都有一个DNA的结合位点。在不活跃的状态下，因为一个抑制 蛋白占据了结合点，所以受体一般不能与DNA结合。当信号分子与受体另一个结 合位点结合后，抑制剂释放出来，DNA的结合位点暴露出来（图7.5），受体与DNA 上一段特殊的核苷酸序列结合，从而活化（在一些情况下是抑制）一个特定的基 因，这个基因一般位于调节部位的附近。 由胞内受体识别的脂溶性信号分子，比水溶性信号在血液中保留的时间长得
多。大部分水溶性Inhibitor-CortisolTranscriptionactivating激素在几分钟内就domainSignal molecule020被破坏了，而神经binding domainDNAbindingsiteblocked递质只有几秒甚至几毫米的保留时间；另一方面，类n0固醇激素，如皮质醇和雌性激素，可DNAbindingsiteexposed以保留几个小时。靶细胞对脂溶性细胞信号的反应差异很大，这取决图7.5胞内受体是怎样调节基因转录的。在这个模型里，类固于细胞的性质。即醇激素皮质醇与一个DNA调节蛋白结合，使其改变形状，抑制物被释放出来，调节蛋白上的DNA结合位点也就暴露了。DNA结合使不同的靶细胞有在这个位点上，使一段特定的核苷酸序列置于受体中激活转录作相同的胞内受体，用的结构域上，从而启动转录作用。Transcriptionactivatingdomain转录激活域，Inhibitor抑它们的反应也可以制子，Cortisol可的松，Signalmoleculebindingdomain信不一样。这是由于号分子结合域，DNAbindingsiteblockedDNA结合位点封闭，DNAbindingsite exposedDNA结合位点开放两个原因：第一，目标DNA上的受体结合位点会因细胞种类的不同而不同，所以当信号分子与受体的复合物与DNA结合时，受影响的基因也会不同；第二，大部分真核生物的基因有很复杂的调控。我们将在第16章对它们作详细的讨论，目前只要知道，读取真核生物的基因，通常涉及到几种不同的调节蛋白。因此，在不同的组织里，胞内受体与不同的信号相互作用。因为不同组织里存在细胞特异性的调控，所以当胞内受体与DNA结合时，其效果也不同。作为酶的受体某些胞内受体充当了酶。一个很有趣的例子是信号分子一氧化氮（NO）的受体。作为一种小的气体分子，NO很容易就可以从生产它的细胞里扩散出来，并直接进入邻近细胞，与鸟苷酸环化酶结合。NO的结合激活了酶，使它能催化环状鸟苷单磷酸酸（cGMP）的合成，而cGMP是一种细胞内的信使分子，可以产生细胞的
图 7.5 胞内受体是怎样调节基因转录的 胞内受体是怎样调节基因转录的。在这个模型里 。 ，类固 醇激素皮质醇与一个 DNA 调节蛋白结合，使其改变形状，抑制物 被释放出来，调节蛋白上的 DNA 结合位点也就暴露了。DNA 结合 在这个位点上，使一段特定的核苷酸序列置于受体中激活转录作 用的结构域上，从而启动转录作用。 Transcription activating domain 转录激活域，Inhibitor 抑 制子，Cortisol 可的松，Signal molecule binding domain 信 号分子结合域，DNA binding site blocked DNA 结合位点封闭， DNA binding site exposed DNA 结合位点开放 多。大部分水溶性 激素在几分钟内就 被破坏了，而神经 递质只有几秒甚至 几毫米的保留时 间；另一方面，类 固醇激素，如皮质 醇和雌性激素，可 以保留几个小时。 靶细胞对脂溶 性细胞信号的反应 差异很大，这取决 于细胞的性质。即 使不同的靶细胞有 相同的胞内受体， 它们的反应也可以 不一样。这是由于 两个原因：第一， 目标DNA上的受体结合位点会因细胞种类的不同而不同，所以当信号分子与受体 的复合物与DNA结合时，受影响的基因也会不同；第二，大部分真核生物的基因 有很复杂的调控。我们将在第16章对它们作详细的讨论，目前只要知道，读取真 核生物的基因，通常涉及到几种不同的调节蛋白。因此，在不同的组织里，胞内 受体与不同的信号相互作用。因为不同组织里存在细胞特异性的调控，所以当胞 内受体与DNA结合时，其效果也不同。 作为酶的受体 某些胞内受体充当了酶。一个很有趣的例子是信号分子一氧化氮（NO）的受 体。作为一种小的气体分子，NO很容易就可以从生产它的细胞里扩散出来，并直 接进入邻近细胞，与鸟苷酸环化酶结合。NO的结合激活了酶，使它能催化环状鸟 苷单磷酸酸（cGMP）的合成，而cGMP是一种细胞内的信使分子，可以产生细胞的
特异反应，如平滑肌细胞的松弛。直到最近，人们才认识到NO是脊椎动物的一种信号分子，而且它的广泛作用已经得到证明。例如，当脊椎动物的大脑发送一个神经信号来松弛血管壁的平滑肌时，由平滑肌附近的神经释放的信号分子乙酰胆碱，不会直接与平滑肌细胞作用，而是导致附近的上皮细胞产生NO，由它来使平滑肌松弛，使血管扩张来增强血液流动。很多靶细胞都有胞内受体，它们由一些穿过质膜的物质激活。细胞表面受体大部分信号分子都是水溶性的，包括神经递质、肽类激素和很多作为多细胞生物在发育期间使用的“生长因子”的蛋白质，。水溶性的信号不能通过扩散作用穿过细胞膜。因此，为了启动细胞内的反应，它们必须与细胞表面的受体蛋白结合。这些细胞表面受体（图7.6）对信号分子的结合作出反应，产生一个细胞质内的变化，从而将细胞外的信号转变成细胞内的信号。大部分细胞的受体都是细胞表面受体，它们几乎全都属于三个受体超家族之一：化学门控离子通道、酶受体和G蛋白耦联受体。化学门控离子通道（chemicallygatedionchannels）化学门控离子通道是能让离子通过的受体蛋白形成的，神经递质结合的受体蛋白有相同的基本结构（图7.6a）。每个这样的受体蛋白都是“多次穿透膜”的跨膜蛋白，即它们氨基酸链来回穿过质膜几次。这些蛋白质的中心，是一个连接细胞外液和细胞质的孔。因为这个孔大得足可以让离子通过，所以这些蛋白质作为离子通道发挥作用。因为当化学物质（神经递质）与通道结合时，通道就会打开，所以通道是化学门控的。当一个化学门控离子通道打开时，流过膜的离子的种类，例如是钠离子、钾离子、钙离子还是氯离子，由通道特定的三维结构决定酶受体很多细胞表面受体充当了酶或直接与酶相连（图7.6b）。当信号分子与这种受体结合时，酶被激活。在大部分情况下，这些酶是可以把磷酸基团加在蛋白质上的蛋白质激酶。大部分酶受体有相同的一般结构：它们是单次穿过的跨膜蛋白（氨基酸链只通过质膜一次），与信号分子结合的部分位于细胞外，而
特异反应，如平滑肌细胞的松弛。 直到最近，人们才认识到NO是脊椎动物的一种信号分子，而且它的广泛作用 已经得到证明。例如，当脊椎动物的大脑发送一个神经信号来松弛血管壁的平滑 肌时，由平滑肌附近的神经释放的信号分子乙酰胆碱，不会直接与平滑肌细胞作 用，而是导致附近的上皮细胞产生NO，由它来使平滑肌松弛，使血管扩张来增强 血液流动。 很多靶细胞都有胞内受体 很多靶细胞都有胞内受体，它们由一些穿过质膜的物质激活 ，它们由一些穿过质膜的物质激活。 细胞表面受体 大部分信号分子都是水溶性的，包括神经递质、肽类激素和很多作为多细胞 生物在发育期间使用的“生长因子”的蛋白质，。水溶性的信号不能通过扩散作 用穿过细胞膜。因此，为了启动细胞内的反应，它们必须与细胞表面的受体蛋白 结合。这些细胞表面受体（图7.6）对信号分子的结合作出反应，产生一个细胞 质内的变化，从而将细胞外的信号转变成细胞内的信号。大部分细胞的受体都是 细胞表面受体，它们几乎全都属于三个受体超家族之一：化学门控离子通道、酶 受体和G蛋白耦联受体。 化学门控离子通道（chemically gated ion channels （chemically gated ion channels chemically gated ion channels） 化学门控离子通道是能让离子通过的受体蛋白形成的，神经递质结合的受体 蛋白有相同的基本结构（图7.6a）。每个这样的受体蛋白都是“多次穿透膜”的 跨膜蛋白，即它们氨基酸链来回穿过质膜几次。这些蛋白质的中心，是一个连接 细胞外液和细胞质的孔。因为这个孔大得足可以让离子通过，所以这些蛋白质作 为离子通道发挥作用。因为当化学物质（神经递质）与通道结合时，通道就会打 开，所以通道是化学门控的。当一个化学门控离子通道打开时，流过膜的离子的 种类，例如是钠离子、钾离子、钙离子还是氯离子，由通道特定的三维结构决定。 酶受体 很多细胞表面受体充当了酶或直接与酶相连（图7.6b）。当信号分子与这 种受体结合时，酶被激活。在大部分情况下，这些酶是可以把磷酸基团加在蛋 白质上的蛋白质激酶。大部分酶受体有相同的一般结构：它们是单次穿过的跨 膜蛋白（氨基酸链只通过质膜一次），与信号分子结合的部分位于细胞外，而