细胞生物学名词解释.docx
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细胞生物学名词解释
细胞信号转导（signaltransduction）：
指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。
基本内容是细胞信号传递、受体与信号跨膜转导、细胞内信号传递途径。
细胞工程（cellengineering）：
应用细胞生物学和分子生物学以及分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，在细胞水平上进行的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养等，从而改造细胞创造新遗传型细胞的现代生物技术。
细胞生物学（cellbiology）：
是研究细胞基本生命活动的科学，应用现代物理学与化学的成就和分子生物学的概念和方法，以细胞作为生命活动的基本单位为出发点，在显微、亚显微和分子水平等不同层次上，研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传导，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等主要内容，探索生命活动规律的学科，其核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
细胞学（Cytology）：
是研究细胞的结构、功能和生活史的科学。
细胞学说（celltheory）：
1838年施莱登发表《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位。
1839年，德国动物学家施旺（M.J.Schwann）发表了他的《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》论文，指出动植物都是细胞的集合物。
施旺和施莱登两人共同提出：
一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就是著名的”细胞学说”
细胞核（nucleus）：
遗传物质的集中区域，在原核生物细胞称拟核（nucleoid）或类核区。
细胞质基质（Gytoplasmicmatrix）：
是细胞质的可溶相，是作为细胞器的环境而存在的。
细胞器（Organelle）：
指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点，并执行特定功能的结构。
细胞质（Cytoplasm）：
指质膜以内核以外的原生质。
它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmicmiatrix）。
原生质（Protoplasm）：
指细胞内所含有的生活物质（构成细胞的生活物质），真核细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。
荧光显微镜（fluorescencemicroscope）：
用荧光素直接或间接标记生物大分子，从而进行定性定位。
是在光镜水平对特异蛋白质等生物大分子定性定位的最有力的工具，如绿色荧光蛋白（GFP）的应用。
以紫外线为光源，照射被检物体发出荧光，在显微镜下观察形状及所在位置。
首先汞灯发出紫外线,，经第一次滤光片除去较长的波，使紫外线照到样品上。
目镜下方滤光片除去紫外线，使可见光通过，以保护眼睛。
荧光显微镜可以观察细胞内天然物质经紫外线照射后发荧光的物质，如叶绿体中的叶绿素能发出血红色荧光。
也可观察诱发荧光物质，如用丫啶橙染色后，细胞中RNA发红色荧光，DNA发出绿色荧光，根据发光部位，可以定位研究某些物质在细胞内的变化情况
相差显微镜（phase-contrastmicroscope）：
原理以样品中的密度差为基础，将光程差或相位差转换成振幅差。
不需要染色，可用于观察活细胞，甚至研究细胞核、线粒体等细胞器的动态。
暗视野显微镜（darkfieldmicroscope）：
根据丁达尔效应的原理设计而成，在显微镜中安装特殊聚光器，使得照明光线不能直接进入物镜，而是只允许被标本反射或折射的光线进入物镜，这样视野背景是暗的，而物体的边缘是亮的，使样品在暗的背景上显得更加突出。
这种显微镜可使反差增大，分辨率提高。
适于观察细胞的运动和外部形态，而内部结构观察不清。
微分干涉显微镜（differentialinterferencecontrastmicroscope,DIC）：
利用平面偏振光。
偏振光经合成后，使样品中厚度上的微小区别转化成明暗区别，增加了样品反差且具有立体感。
适于研究活细胞中较大的细胞器和颗粒的运动。
录像增差显微镜技术（video-enhancemicroscopy）：
计算机辅助的DIC显微镜可在高分辨率下研究活细胞中的颗粒及细胞器的运动
负染色（negativestaining）：
用重金属盐对铺展在载网上的样品进行染色，吸去多余染料，自然干燥后，整个载网都铺上一薄层重金属盐，衬托出样品的精细结构。
利用高密度的重金属物质作染色剂，把生物样品包绕，以增加背景对电子的散射作用，而生物样品与此形成电子密度差，在荧光屏上形成暗背景下的亮像，样品的精细结构的反差得以增强。
这种技术具有分辨率高、简单可行、快速等优点，在生物学研究中被广泛利用，特别在病毒学领域、生物大分子、细菌、原生动物，亚细胞碎片、分离的细胞器及蛋白质晶体的研究中发挥作用。
冰冻蚀刻技术（freezeetching）：
又称冷冻蚀刻，冷冻复型（freeze-replica）、冷冻断裂（freeze-fracture）是一种由冷冻断裂与复型相结合的样品制备技术。
功能：
主要用来观察膜断裂面的蛋白质颗粒和膜表面结构，深度蚀刻用于观察细胞质中细胞骨架及其结合蛋白。
步骤：
样品固定→冷冻→断裂→蚀刻→复型→剥离→捞膜→观察。
优缺点：
①样品不经过化学固定，脱水、包埋等有机试剂的影响，能更好地保持样品的真实结构和天然特性；②由于断面通常是沿生物膜的结构薄弱处（膜的脂质层中间）劈开，故对于显示各类膜结构特别使用；③分辨力强，反差较好；④显示图象富有立体感；⑤样品可长期保存。
其缺点是极易产生冰晶损伤，技术难度大，操作必须敏捷，不易掌握。
扫描隧道显微镜（ScanningtunnelingMicroscope,STM）：
是一种探测微观世界物质表面形貌的仪器，在纳米生物学的研究领域具有独特的优越性。
包括：
STM、AFM、磁力显微镜、摩擦力显微镜等
原理：
扫描探针与样品接触或达到很近距离时，即产生彼此间相互作用力，如量子力学中的隧道效应（隧道电流）、原子间作用力、磁力、摩擦力等，并在计算机显示出来，从而反映出样品表面形貌信息、电特性或磁特性等。
装置：
扫描的压电陶瓷，逼近装置，电子学反馈控制系统和数据采集、处理、显示系统。
特点：
①可对晶体或非晶体成像，无需复杂计算，且分辨本领高。
（侧分辨率为0.1～0.2nm，纵分辨率可达0.01nm）；②可实时得到样品表面三维图象，可测量厚度信息；③可在真空、大气、液体等多种条件下工作；非破坏性测量。
④非破坏性测量。
用途：
利用扫描隧道显微镜直接观察生物大分子，DNA、RNA和蛋白质等分子的原子布阵，和某些生物结构，如生物膜、细胞壁等的原子排列。
在原子水平上揭示样本表面的结构。
沉降系数（Sedimentation Coefficient）：
单位离心力场中溶质分子的沉降速度称为沉降系数。
颗粒在离心场中的沉降速度的大小与颗粒大小、形状、密度、离心力、悬浮介质的密度和粘度有关。
原位杂交技术（insituhybridization）：
用标记的核酸探针通过分子杂交确定特殊核苷酸序列在染色体上或在细胞中的位置的方法。
①光镜水平的原位杂交技术，探针用同位素标记或荧光素标记；②.电镜水平的原位杂交技术，生物素标记的探针与抗生物素抗体相连的胶体金标记结合。
核酸分子杂交技术（moleculargbridizationtechnique）：
（特异核酸的定性定位）两条具有互补核酸顺序的单链核酸分子片断，在适当件下，通过氢键结合，形成DNA-DNA、DNA-RNA或RNA-RNA双链分子的过程。
印迹杂交（blothybridization）：
用已知的带有标记的特定核酸分子（或抗体、蛋白质分子）作为探针，与通过印迹被转移的核酸分子（或抗原、蛋白质分子）片段杂交的过程。
Southernblotting（DNA印迹法）：
将分离的DNA片段通过毛细管作用转移到硝基纤维素膜上，用DNA探针与之杂交的过程。
是体外分析特异DNA序列的方法。
细胞显微分光光度术（Microspectrophotometry）：
利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，测定这些物质（如核酸与蛋白质等）在细胞内的含量。
包括：
①紫外光显微分光光度测定法②可见光显微分光光度测定法
流式细胞仪（FlowCytometry）：
将细胞某成分的荧光信号→电信号→叠加信号的图形，从而定量测定某一细胞的DNA、RNA或某一蛋白的特定含量，还可以将细胞分离。
主要应用：
用于定量测定细胞中的DNA、RNA或某一特异蛋白的含量；测定细胞群体中不同时相细胞的数量；从细胞群体中分离某些特异染色的细胞；分离DNA含量不同的中期染色体
细胞培养（cellculture）：
指细胞在体外条件下的生长，在细胞培养的过程中，细胞不再形成组织。
培养物是单个细胞或细胞群。
原代培养细胞（primaryculturecell）：
指从机体取出后立即培养的细胞。
把培养的第1代细胞与传10代以内的细胞统称为原代培养细胞
传代培养细胞（sub-culturecell）：
已经过数代培养，转到另一个培养条件下培养的细胞群。
原生质体（protoplast）：
除去全部细胞壁的“细胞”，或是一个为质膜所包围的“裸露细胞”
细胞融合（cellfusion）：
两个或多个细胞融合成一个双核或多核细胞的现象。
细胞融合可以在基因型相同的细胞间进行，也可以在基因型不同的种内细胞间甚至种间细胞间进行。
基因型相同的细胞形成的融合细胞称为同核融合细胞（homokaryon）；基因型不同的细胞形成的融合细胞称为异核融合细胞（heterokaryon）。
杂交细胞在培养过程中会发生染色体丢失现象。
单克隆抗体（monocloneantibody）：
B淋巴细胞在抗原的刺激下，能够分化，增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体有限的不可能持续分化增殖下去的能力。
将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，再进一步克隆化，这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力，又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力，这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价，单一的特异性抗体，这种技术即称为单克隆抗体技术.
操作步骤：
目的抗原的免疫→细胞融合→杂交细胞的选择性培养→检测→阳性细胞的克隆化培养→再检测再克隆→阳性克隆的扩增→抗体的生产、纯化与检测
优点：
可以用不纯的抗原分子制备纯一的单克隆抗体
生物膜（biomembrane）：
真核细胞内部存在由膜围绕构建的各种细胞器形成的细胞内膜系统与细胞质膜的统称，包括细胞的内膜系统（细胞器膜和核膜）和细胞膜（cellmembrane）。
脂筏模型（Lipidraftsmodel）：
”脂筏”是在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相，载着各种蛋白，并在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。
推测一个100nm大小的脂筏可载有600个蛋白分子。
可解释生物膜的某些性质与功能。
流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）：
生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白是镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。
由S.J.Singer和G.Nicolson1972年提出。
这个模型的主要内容可归纳为：
⑴脂类物质以双分子层排列，构成膜的骨架；
⑵镶嵌性：
蛋白质分子镶嵌在脂双层的网架中。
存在方式有内在蛋白和外在蛋白。
⑶不对称性：
蛋白质分子和脂质分子在膜上的分布具不对称性，膜两侧的分子性质和结构不同。
⑷流动性：
脂质双分子层和蛋白质是可以流动或运动的
综合流动镶嵌模型，其突出特点是流动性、镶嵌性、不对称性和蛋白质极性。
由此造成各种膜的功能差异。
单位膜模型（Theunitmembranemodel）：
所有的生物膜都是由”蛋白质-脂质-蛋白质”的单位膜构成，这个模型是英国伦敦大学的罗伯逊（Robertson），1957~1959年通过电镜观察后提出的。
双分子片层模型（bimolecularleafletmodel）：
蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型
这一模型是Danielli&Davson于1935年提出的，因此又称Danielli&davson模型。
内在膜蛋白（intrinsic/integralmembraneproteins）：
水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧的蛋白质，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离。
外在膜蛋白（extrinsic/peripheralmembraneproteins）：
水溶性蛋白，分布在细胞膜的表面，靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合，改变溶液的离子强度或提高温度就可分离。
如红细胞的血影蛋白和锚定蛋白都是外周膜蛋白。
去垢剂（detergent）：
是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
分离子型去垢剂和非离子型去垢剂，常用的离子型去垢剂如十二烷基磺酸钠（SDS），非离子去垢剂TritonX-100
光脱色恢复技术（fluorescencerecoveryafterphotobleaching FRAP）：
用荧光素标记膜蛋白或膜脂，然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗。
由于膜的流动性，淬灭区域的亮度逐渐增加，最后恢复到与周围的荧光强度相等。
根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白或膜脂扩散速率，是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。
紧密连接（tightjunction）：
是封闭连接的主要形式，常存在于上皮细胞之间。
是由围绕在细胞四周的焊接线也称嵴线网络而成。
一般认为它由成串排列的特殊跨膜蛋白组成，相邻细胞的嵴线相互交联封闭了细胞之间的空隙.从紧密连接的嵴线中分离出两类蛋白：
⑴封闭蛋白（occludin），相对分子量为60×103的跨膜4次的膜蛋白；⑵claudin，跨膜4次的蛋白家族。
功能：
①封闭作用②隔离作用③支持作用
桥粒（desmosme，maculaeadherens）：
铆接相邻细胞间的”钮扣”样盘状致密斑结构，提供锚定位点，将中间纤维连接成整体网络，支持该组织并抵抗外界压力与张力。
半桥粒（hemidesmosome）：
在形态上与桥粒类似，但功能和化学组成不同。
它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞固着在基底膜（basallamina）上，在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。
突触（synapse）：
能使神经元之间或神经元与效应细胞（如肌细胞）之间完成神经冲动传导的结构，分为电突触（electronicjunction）和化学突触。
电突触（electronicjunction）：
是指细胞间的某种间隙连接及其形成的低电阻通路，电冲动可直接通过间隙连接从突触前向突触后传导。
胞间连丝（Plasmodesma）：
结构：
相邻细胞的细胞质膜共同组成的直径20-40nm的管状结构，中央是由内质网延伸形成的链管结构。
功能：
①实现细胞间由信号介导的物质有择性的转运；②实现细胞间的电传导；③在发育过程中，胞间连丝结构的改变可以调节植物细胞间的物质运输。
选择素（Selectin）：
一类属异亲性依赖Ca2+的，能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白，其分子的胞外部分具有一凝集素（lectin）结构域。
至少有三种：
P（Platelet）选择素、E（Endothelial）选择素和L（Leukocyte）选择素。
功能：
主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。
免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，Ig-SF）：
分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。
介导同亲性或异亲性不依赖Ca2+的细胞粘着。
免疫球蛋白结构域是指借二硫键维系的两组反向平行β折叠结构。
功能：
在神经组织细胞间的粘着中起主要作用，并参与免疫功能的各个方面。
细胞外被（cellcoat）：
又称糖萼（glycocalyx）指由细胞产生的、与细胞膜外表面联系密切的粘多糖类物质，实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是细胞质膜的延伸，对膜蛋白起保护作用，并参与细胞识别。
透明质酸（hyaluronicacid）：
①透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分②透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用③透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化。
弹性蛋白（elastin）：
是弹性纤维的主要成分，是高度疏水的非糖基化蛋白。
弹性纤维主要存在于脉管壁及肺，少量存在于皮肤、肌腱及疏松结缔组织中。
弹性纤维与胶原纤维共同存在，分别赋予组织以弹性及抗张性。
有两个明显的特征：
（1）构象呈无规则卷曲状态；
（2）通过Lys残基相互交连成网状结构。
木质素（lignin）：
由酚残基形成的水不溶性多聚体。
参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增加了细胞壁的强度与抗降解。
伸展蛋白（extensin）：
糖蛋白,在初生壁中含量可多达15％，糖的总量约占65％。
果胶质（pectin）：
含有大量携带负电荷的糖，结合Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶，果胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。
半纤维素（hemicellulose）：
木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖，介导微原纤维连接彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分（果胶质）连接
简单扩散（simplediffusion）：
特点：
①物质顺浓度梯度的扩散，②不需要消耗细胞本身的代谢能，③不需专一的载体（膜蛋白）。
协助扩散（facilitateddiffusion）：
转运对象：
各种极性分子和无机离子（如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等）
转运特点：
①比简单扩散转运速率高；②存在最大转运速率（Vmax）；③具有转运的特异性；
④细胞质膜上存在膜转运蛋白（membranetransportproteins），一种特异性载体只能转运一种类型的离子或分子。
膜转运蛋白可分为两类：
①载体蛋白，既可介导被动运输，又可介导主动运输；②通道蛋白，只能介导被动运输。
载体蛋白（carrierproteins）：
载体蛋白是几乎所有类型的生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子，由于有特异性结合位点，又称通透酶（permease）。
能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子跨膜转运。
特点：
①具有饱和性②具有特异性③依赖PH④转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学曲线；可被底物类似物抑制；⑤载体蛋白可以改变反应过程的平衡点。
通道蛋白（channelproteins）：
是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的分子和带电荷的离子顺梯度通过，又称为离子通道。
特征：
一是离子通道具有选择性；二是离子通道是门控的。
①只介导被动运输②不需要与溶质分子结合③形成有选择性开关的多次跨膜通道④对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性，转运速率高；⑤离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过通道开关应答于适当的信号。
类型：
（A）电压门门通道；（B）配体通道；（C）压力激活通道
动作电位（activepotential）：
细胞在刺激作用下的膜电位。
静息电位（restingpotential）：
细胞在静息状态下的膜电位。
细胞通讯（cellcommunication）：
是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。
细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞的功能，控制细胞的生长和分裂是必需的。
内分泌（endocrine）：
内分泌细胞分泌信号分子经血液循环运到各个部位，作用于靶细胞，特点：
a.低浓度；b.全身性；c.长时效。
旁分泌（paracrine）：
分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞
自分泌（autocrine）：
细胞对自身分泌的物质产生反应，如肿瘤细胞合成
学突触（neuronalsignaling）：
神经递质由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
电信号-化学信号-电信号转换和传导。
细胞间接触性依赖的通讯：
（contact-dependentsignaling），细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其它细胞
细胞信号通路（signalingpathway）：
细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这是细胞信号系统的主线，这种反应系列称之为细胞信号通路。
细胞识别（cellrecognition）：
是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
细胞表面受体（cell-surfacereceptor）：
受胞外亲水性信号分子激活
细胞内受体（intracellularrecepor）：
受胞外亲脂性信号分子所激活
受体（receptor）：
是一种能够识别和选择性结合某种配基（信号分子）的大分子，多为糖蛋白，一般至少包括两个功能区域，与配基结合的区域及产生效应的区域，分别具结合特异性和效应特异性，当与配基结合后，通过信号转导（signaltransduction）作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。
分类：
①细胞内受体（intracellularrecepor）②细胞表面受体（cell-surfacereceptor）
第二信使学说（secondmessengertheory）：
胞外化学物质作用于细胞表面受体，导致胞内产生最早产生的信号分子称为第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。
第二信息两个特征:
第一信息同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧或胞浆中出现，仅在细胞内部起作用的信息分子；能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。
目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）、二酰基甘油（DG）等，现在一般认为Ca2+是磷脂酰肌醇信号通路的”第三信使”。
分子开关（molecularswitches）：
细胞内的信号蛋白通过结合GTP或磷酸基团被活化，去除GTP或磷酸基团而失活。
这类信号蛋白分子称为分子开关。
分子开关蛋白有两类：
①蛋白激酶：
是一类磷酸转移酶，其作用是将ATP的γ磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化。
蛋白激酶在信号转导中有两个方面的作用：
一是通过磷酸化调节蛋白质的活性；二是通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大，引起细胞反应。
②GTP结合蛋白：
结合GTP活化，结合GDP失活。
离子通道偶联的受体（ion-channel-linkedreceptor）：
又称配体门离子通道（ligand-gatedchannel）或递质门离子通道（transmitter-gatedchannel）。
由多亚基组成的受体/离子通道复合体，一般是4、6次跨膜蛋白，本身既有信号结合位点，又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。
有选择性：
配体的特异性选择和运输离子的选择性。
主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递。
如乙酰胆碱受体就是离子通道偶联受体。
G蛋白偶联的受体（G-protein-linkedreceptor）：
G蛋白偶联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白偶联。
通过与G蛋白偶联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的行为。
G-蛋白是三聚体GTP结合调节蛋白，由α、β、γ三个亚基组成，α亚基本身具有GTP酶活性，βγ二聚体通过共价结合锚于膜上起稳定α亚基的作用。
G蛋白在信号转导
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