信號分子這把鑰匙一旦打開了細胞表面的受體鎖,細胞就要作出應(yīng)答。由于細胞自身就是一個社會,有各種不同的結(jié)構(gòu)和功能體系,外來信號應(yīng)由何種功能體系應(yīng)答? 這就是所謂的信號轉(zhuǎn)導的通路。
■ 信號轉(zhuǎn)導途徑
信號轉(zhuǎn)導途徑有兩個層次,第一是將外部信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號途徑, 即信號轉(zhuǎn)導途徑。第二層次的含義是外部信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號后從哪個途徑引起應(yīng)答。
● 兩種信號轉(zhuǎn)導途徑:
一種是通過G蛋白偶聯(lián)方式,即信號分子同表面受體結(jié)合后激活G蛋白,再由G蛋白激活效應(yīng)物,效應(yīng)物產(chǎn)生細胞內(nèi)信號;第二種轉(zhuǎn)導途徑是結(jié)合的配體激活受體的酶活性,然后由激活的酶去激活產(chǎn)生細胞內(nèi)信號的效應(yīng)物。
途徑①:結(jié)合的配體激活G蛋白,然后由G蛋白激活效應(yīng)物產(chǎn)生信號;途徑②:結(jié)合配體激活受體的酶活性,然后由激活的受體酶激活產(chǎn)生信號的效應(yīng)物。
● 細胞內(nèi)生化反應(yīng)途徑:
當外部信號被轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號后,在細胞內(nèi)的傳遞途徑如何? 細胞內(nèi)各種不同的生化反應(yīng)途徑都是由一系列不同的蛋白和酶組成的,執(zhí)行著不同的生理生化功能。各途徑中上游蛋白對下游蛋白活性的調(diào)節(jié)(激活或抑制)主要是通過添加或去除磷酸基團,從而改變下游蛋白的構(gòu)型完成的。所以,構(gòu)成生化反應(yīng)途徑的主要成員是蛋白激酶和磷酸酶,它們能夠引起細胞活性的快速變化又迅速恢復。
● 細胞應(yīng)答
細胞對外部信號的應(yīng)答通常是綜合性反應(yīng),包括基因表達的變化、酶活性的變化、細胞骨架構(gòu)型的變化、通透性的變化、DNA合成的變化、細胞死亡程序的變化等(圖5-19)。這些變化并非都是由一種信號引起的,通常要幾種信號結(jié)合起來才能產(chǎn)生較復雜的反應(yīng),而且通過信號的不同組合產(chǎn)生不同的反應(yīng)。
細胞在信號應(yīng)答中的每一種最終表現(xiàn)都是受體接受了一套相關(guān)的細胞外信號并作出綜合應(yīng)答的結(jié)果,圖中所示只是推測的簡化模式。
● 信號級聯(lián)放大(signaling cascade)
從細胞表面受體接收外部信號到最后作出綜合性應(yīng)答,不僅是一個信號轉(zhuǎn)導過程,更重要的是將信號進行逐步放大的過程。
細胞表面受體蛋白將細胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麅?nèi)信號,經(jīng)信號級聯(lián)放大、分散和調(diào)節(jié)產(chǎn)生綜合性的細胞應(yīng)答。
● 第二信使(second messengers)
● 由細胞表面受體接受信號后轉(zhuǎn)換而來的細胞內(nèi)信號稱為第二信使。
● 細胞內(nèi)有五種最重要的第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二酰甘油(diacylglycerol,DAG)、1,4,5-三磷酸肌醇(inosositol 1,4,5-trisphosphate,IP3)、Ca2+ 等。
■ 信號轉(zhuǎn)導途徑
信號轉(zhuǎn)導途徑有兩個層次,第一是將外部信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號途徑, 即信號轉(zhuǎn)導途徑。第二層次的含義是外部信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號后從哪個途徑引起應(yīng)答。
● 兩種信號轉(zhuǎn)導途徑:
一種是通過G蛋白偶聯(lián)方式,即信號分子同表面受體結(jié)合后激活G蛋白,再由G蛋白激活效應(yīng)物,效應(yīng)物產(chǎn)生細胞內(nèi)信號;第二種轉(zhuǎn)導途徑是結(jié)合的配體激活受體的酶活性,然后由激活的酶去激活產(chǎn)生細胞內(nèi)信號的效應(yīng)物。
途徑①:結(jié)合的配體激活G蛋白,然后由G蛋白激活效應(yīng)物產(chǎn)生信號;途徑②:結(jié)合配體激活受體的酶活性,然后由激活的受體酶激活產(chǎn)生信號的效應(yīng)物。
● 細胞內(nèi)生化反應(yīng)途徑:
當外部信號被轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號后,在細胞內(nèi)的傳遞途徑如何? 細胞內(nèi)各種不同的生化反應(yīng)途徑都是由一系列不同的蛋白和酶組成的,執(zhí)行著不同的生理生化功能。各途徑中上游蛋白對下游蛋白活性的調(diào)節(jié)(激活或抑制)主要是通過添加或去除磷酸基團,從而改變下游蛋白的構(gòu)型完成的。所以,構(gòu)成生化反應(yīng)途徑的主要成員是蛋白激酶和磷酸酶,它們能夠引起細胞活性的快速變化又迅速恢復。
● 細胞應(yīng)答
細胞對外部信號的應(yīng)答通常是綜合性反應(yīng),包括基因表達的變化、酶活性的變化、細胞骨架構(gòu)型的變化、通透性的變化、DNA合成的變化、細胞死亡程序的變化等(圖5-19)。這些變化并非都是由一種信號引起的,通常要幾種信號結(jié)合起來才能產(chǎn)生較復雜的反應(yīng),而且通過信號的不同組合產(chǎn)生不同的反應(yīng)。
細胞在信號應(yīng)答中的每一種最終表現(xiàn)都是受體接受了一套相關(guān)的細胞外信號并作出綜合應(yīng)答的結(jié)果,圖中所示只是推測的簡化模式。
● 信號級聯(lián)放大(signaling cascade)
從細胞表面受體接收外部信號到最后作出綜合性應(yīng)答,不僅是一個信號轉(zhuǎn)導過程,更重要的是將信號進行逐步放大的過程。
細胞表面受體蛋白將細胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麅?nèi)信號,經(jīng)信號級聯(lián)放大、分散和調(diào)節(jié)產(chǎn)生綜合性的細胞應(yīng)答。
● 第二信使(second messengers)
● 由細胞表面受體接受信號后轉(zhuǎn)換而來的細胞內(nèi)信號稱為第二信使。
● 細胞內(nèi)有五種最重要的第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二酰甘油(diacylglycerol,DAG)、1,4,5-三磷酸肌醇(inosositol 1,4,5-trisphosphate,IP3)、Ca2+ 等。