細(xì)胞通訊名詞解釋
細(xì)胞通訊是指在多細(xì)胞生物的細(xì)胞社會中, 細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)通過高度精確和高效地發(fā)送與接收信息的通訊機(jī)制, 接下來小編為大家整理了細(xì)胞通訊名詞解釋，希望對你有幫助哦!
1. 細(xì)胞通訊(cell communication)
細(xì)胞通訊是指在多細(xì)胞生物的細(xì)胞社會中， 細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)通過高度精確和高效地發(fā)送與接收信息的通訊機(jī)制， 并通過放大引起快速的細(xì)胞生理反應(yīng)，或者引起基因活動，爾后發(fā)生一系列的細(xì)胞生理活動來協(xié)調(diào)各組織活動， 使之成為生命的統(tǒng)一整體對多變的外界環(huán)境作出綜合反應(yīng)。
多細(xì)胞生物是由不同類型的細(xì)胞組成的社會， 而且是一個開放的社會，這個社會中的單個細(xì)胞間必須協(xié)調(diào)它們的行為，為此，細(xì)胞建立通訊聯(lián)絡(luò)是必需的。如生物體的生長發(fā)育、分化、各種組織器官的形成、組織的維持以及它們各種生理活動的協(xié)調(diào)， 都需要有高度精確和高效的細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的通訊機(jī)制。
2. 信號傳導(dǎo)(cell signalling)
是細(xì)胞通訊的基本概念， 強(qiáng)調(diào)信號的產(chǎn)生、分泌與傳送，即信號分子從合成的細(xì)胞中釋放出來，然后進(jìn)行傳遞。
3. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)
是細(xì)胞通訊的基本概念， 強(qiáng)調(diào)信號的接收與接收后信號轉(zhuǎn)換的方式(途徑)和結(jié)果， 包括配體與受體結(jié)合、第二信使的產(chǎn)生及其后的級聯(lián)反應(yīng)等， 即信號的識別、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換。
4. 信號分子(signaling molecules)
信號分子是指生物體內(nèi)的某些化學(xué)分子， 既非營養(yǎng)物， 又非能源物質(zhì)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)，而且也不是酶，它們主要是用來在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息， 如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子等統(tǒng)稱為信號分子，它們的惟一功能是同細(xì)胞受體結(jié)合， 傳遞細(xì)胞信息。
多細(xì)胞生物中有幾百種不同的信號分子在細(xì)胞間傳遞信息，這些信號分子中有蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸衍生物、核苷酸、膽固醇、脂肪酸衍生物以及可溶解的氣體分子等。
根據(jù)信號分子的溶解性分為水溶性信息(water-soluble messengers)和脂溶性信息(lipid-soluble messengers)，前者作用于細(xì)胞表面受體，后者要穿過細(xì)胞質(zhì)膜作用于胞質(zhì)溶膠或細(xì)胞核中的受體。
其實，信號分子本身并不直接作為信息，它的基本功能只是提供一個正確的構(gòu)型及與受體結(jié)合的能力，就像鑰匙與鎖一樣，信號分子相當(dāng)于鑰匙，因為只要有正確的形狀和缺齒就可以插進(jìn)鎖中并將鎖打開。至于鎖開啟后干什么，由開鎖者決定了。
5. 激素(hormone)
激素是由內(nèi)分泌細(xì)胞(如腎上腺、睪丸、卵巢、胰腺、甲狀腺、甲狀旁腺和垂體)合成的化學(xué)信號分子，這些信號分子被分泌到血液中后， 經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)送到體內(nèi)各個部位作用于靶細(xì)胞。激素經(jīng)血液循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)送到全身的速度很快，通常只需幾分鐘。每種激素都有與其相配的一種或幾種受體; 一種內(nèi)分泌細(xì)胞基本上只分泌一種激素。
6. 內(nèi)分泌信號(endocrine signaling)。
由內(nèi)分泌細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外進(jìn)行信號傳導(dǎo)的分子稱為內(nèi)分泌信號。一般為激素類物質(zhì)。這類信號分子通訊方式的距離最遠(yuǎn)，覆蓋整個生物體。
內(nèi)分泌信號的激素有三種類型：蛋白與肽類激素、類固醇激素、氨基酸衍生物激素。
蛋白和多肽激素(protein and peptide hormones) 在脊椎動物細(xì)胞中占80%，此類激素通常只與細(xì)胞質(zhì)膜受體結(jié)合。
類固醇激素(steroid hormones) 是在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上利用膽固醇酶合成的，不溶于水，所以通常與血液中蛋白質(zhì)結(jié)合，然后通過血液循環(huán)運(yùn)送到靶細(xì)胞。類固醇激素能夠穿過靶細(xì)胞的質(zhì)膜作用于靶細(xì)胞內(nèi)受體。
氨基酸衍生物(amino acid derivatives) 主要是由酪氨酸衍生而來的小分子激素，如腎上腺素和甲狀腺素。腎上腺素和它的衍生物作用于膜受體，而甲狀腺素則穿過細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞內(nèi)受體結(jié)合。
7. 局部介質(zhì)(local mediators)
局部介質(zhì)是由各種不同類型的細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外液中的信號分子，它只能作用于周圍的細(xì)胞。即信號分子分泌出來之后停留在分泌細(xì)胞周圍的細(xì)胞外液體中，只是將信息傳遞給相鄰細(xì)胞，通訊距離很短，只有幾毫米。
8. 旁分泌信號(paracrine signaling)
分泌到細(xì)胞外后只能作用于鄰近細(xì)胞的信號分子稱為旁分泌信號。如生長因子(growth factors)蛋白就是局部介質(zhì)，它能夠調(diào)節(jié)多細(xì)胞生物的細(xì)胞生長和分裂，作用的靶細(xì)胞主要是鄰近的細(xì)胞?？刂泼庖呦到y(tǒng)細(xì)胞的發(fā)育及其他行為的淋巴因子 (lymphokines)，也只作用于局部區(qū)域，屬旁分泌信號。
9. 自分泌信號(autocrine signaling)
局部介質(zhì)中的某些信號分子也作用于分泌細(xì)胞本身， 如前列腺素(prostaglandin，PG)是由前列腺合成分泌的脂肪酸衍生物(主要是由花生四烯酸合成的)， 它不僅能夠控制鄰近細(xì)胞的活性，也能作用于合成前列腺素細(xì)胞自身，通常將由自身合成并作用于自身的信號分子稱為自分泌信號。
10. 神經(jīng)遞質(zhì) (neurotransmitters)
神經(jīng)遞質(zhì)是從神經(jīng)細(xì)胞的特殊部位突觸(synapses)中釋放出來的信號分子，在它們作用于靶細(xì)胞之前，突觸必須同靶細(xì)胞挨得很近很近，這是因為神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散的距離有限。另外，為了引起鄰近靶細(xì)胞的反應(yīng)，還必須產(chǎn)生一種電信號，所以神經(jīng)遞質(zhì)僅作用于與之相連的靶細(xì)胞。神經(jīng)遞質(zhì)釋放后， 作用速度快， 部位精確， 維持時間短， 與受體的親和力低。由于神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)細(xì)胞分泌的，所以這種信號又稱為神經(jīng)信號(neuronal signaling)。
11. 受體( receptor)
受體在細(xì)胞生物學(xué)中是一個很泛的概念，意指任何能夠同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物或細(xì)胞內(nèi)的信號分子結(jié)合并能引起細(xì)胞功能變化的生物大分子。
在細(xì)胞通訊中，由信號傳導(dǎo)細(xì)胞送出的信號分子必須被靶細(xì)胞接收才能觸發(fā)靶細(xì)胞的應(yīng)答，接收信息的分子稱為受體，此時的信號分子被稱為配體(ligand)。在細(xì)胞通訊中受體通常是指位于細(xì)胞膜表面或細(xì)胞內(nèi)與信號分子結(jié)合的蛋白質(zhì)。
12. 表面受體(surface receptor)
位于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體稱為表面受體(surface receptor)， 細(xì)胞表面受體主要是識別周圍環(huán)境中的活性物質(zhì)或被相應(yīng)的信號分子所識別， 并與之結(jié)合， 將外部信號轉(zhuǎn)變成內(nèi)部信號， 以啟動一系列反應(yīng)而產(chǎn)生特定的生物效應(yīng)。
表面受體多為膜上的功能性糖蛋白， 也有由糖脂組成的， 如霍亂毒素受體、百日咳毒素受體; 有的受體是糖脂和糖蛋白組成的復(fù)合物， 如促甲狀腺素受體。若僅為由一條多肽鏈組成的受體， 稱單體型受體， 若由兩條或兩條以上的多肽鏈組成的則稱聚合型受體。
表面受體主要是同大的信號分子或小的親水性信號分子作用，傳遞信息。
13. 細(xì)胞內(nèi)受體(intracellular receptor)
位于胞質(zhì)溶膠、核基質(zhì)中的受體稱為細(xì)胞內(nèi)受體(intracellular receptor)。細(xì)胞內(nèi)受體主要是同脂溶性的小信號分子相作用。
位于胞質(zhì)溶膠中受體要與相應(yīng)的配體結(jié)合后才可進(jìn)入細(xì)胞核。胞內(nèi)受體識別和結(jié)合的是能夠穿過細(xì)胞質(zhì)膜的小的脂溶性的信號分子，如各種類固醇激素、甲狀腺素、維生素D以及視黃酸。細(xì)胞內(nèi)受體的基本結(jié)構(gòu)都很相似，有極大的同源性。細(xì)胞內(nèi)受體通常有兩個不同的結(jié)構(gòu)域， 一個是與DNA結(jié)合的中間結(jié)構(gòu)域， 另一個是激活基因轉(zhuǎn)錄的N端結(jié)構(gòu)域。此外還有兩個結(jié)合位點，一個是與脂配體結(jié)合的位點，位于C末端，另一個是與抑制蛋白結(jié)合的位點。
14. 離子通道偶聯(lián)受體(ino-channel linked receptor)
具有離子通道作用的細(xì)胞質(zhì)膜受體稱為離子通道受體。這種受體見于可興奮細(xì)胞間的突觸信號傳導(dǎo)，產(chǎn)生一種電效應(yīng)，如煙堿樣乙酰膽堿受體 (nAchR)、γ-氨基丁酸受體(GABAR)和甘氨酸受體等都是離子通道偶聯(lián)受體。它們多為數(shù)個亞基組成的寡聚體蛋白， 除有配體結(jié)合位點外， 本身就是離子通道的一部分，并借此將信號傳遞至細(xì)胞內(nèi)。信號分子同離子通道受體結(jié)合， 可改變膜的離子通透性。
15. G-蛋白偶聯(lián)受體(G-protein linked receptor)
配體與受體結(jié)合后激活相鄰的G-蛋白， 被激活的G-蛋白又可激活或抑制一種產(chǎn)生特異第二信使的酶或離子通道，引起膜電位的變化。由于這種受體參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用要與GTP結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白相偶聯(lián)，因此將它稱為G蛋白偶聯(lián)受體。
這類受體的種類很多，并在結(jié)構(gòu)上都很相似∶都是一條多肽鏈，并且有7次α螺旋跨膜區(qū)。這種7次跨膜受體蛋白的超家族包括視紫紅質(zhì)(脊椎動物眼中的光激活光受體蛋白)以及脊椎動物鼻中的嗅覺受體。
G蛋白偶聯(lián)受體是最大的一類細(xì)胞表面受體，它們介導(dǎo)許多細(xì)胞外信號的傳導(dǎo)，包括 激素、局部介質(zhì)和神經(jīng)遞質(zhì)等。
G蛋白偶聯(lián)受體的進(jìn)化地位相當(dāng)原始，不僅存在于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的真核生物(如酵母)中，即使在細(xì)菌中也存在與G-蛋白偶聯(lián)受體相似的膜蛋白，如細(xì)菌的菌紫紅質(zhì)，它的作用是光驅(qū)動的H+-泵。但細(xì)菌中的此類蛋白并不具有G-蛋白偶聯(lián)受體的功能，因為細(xì)菌中沒有G蛋白，推測其偶聯(lián)系統(tǒng)并不相同
16. 酶聯(lián)受體(enzyme linked receptor)
這種受體蛋白既是受體又是酶，一旦被配體激活即具有酶活性并將信號放大，又稱催化受體(catalytic receptor)。這一類受體轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號通常與細(xì)胞的生長、繁殖、分化、生存有關(guān)。酶聯(lián)受體也是跨膜蛋白， 細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域常常具有某種酶的活性，故稱為酶聯(lián)受體。但并非所有的酶聯(lián)受體的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域都具有酶活性，所以，按照受體的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域是否具有酶活性將此類受體分為兩大類：缺少細(xì)胞內(nèi)催化活性的酶聯(lián)受體，和具有細(xì)胞內(nèi)催化活性的受體。
17. 表面受體超家族(surface receptor superfamilies)
根據(jù)表面受體進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的方式將受體分為三大類，若根據(jù)表面受體與質(zhì)膜的結(jié)合方式在可分為單次跨膜、7次跨膜和多亞單位跨膜等三個家族。
酶聯(lián)受體，如酪氨酸蛋白激酶受體和鳥苷環(huán)化酶受體等都屬于單次跨膜(single-pass receptor)受體，它們的多肽鏈上只有一個跨膜的α螺旋。第二類是7次跨膜受體(seven-pass receptor)，這類受體的多肽鏈中有7個跨膜α螺旋區(qū)，如腎上腺素受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、促甲狀腺素受體、黃體生成素受體等都是7次跨膜受體，此類受體在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中全部同G蛋白偶聯(lián)。第三類是由多個亞基共同組裝成的受體(multisubunit receptor)，如前面討論過的煙堿樣乙酰膽堿受體。受體與膜結(jié)合方式的差異決定著它們參與細(xì)胞通訊方式的不同。
18. 受體交叉(receptor crossover)
受體與配體的結(jié)合是高度特異的， 但這種特異性不是絕對的， 如胰島素受體除結(jié)合胰島素外， 還可同胰島素樣生長因子結(jié)合。糖皮質(zhì)(激)素受體除同糖皮質(zhì)(激)素結(jié)合以外， 還可同其它甾類激素結(jié)合， 反之亦然。這種受體與配體交叉結(jié)合的現(xiàn)象稱為受體交叉。
19. 親和標(biāo)記(affinity labeling)
對酶的活性部位、受體的結(jié)合位點進(jìn)行特異標(biāo)記的方法。試劑A-X的A基團(tuán)和X基團(tuán)可分別與不同的位點進(jìn)行結(jié)合，從而將兩種物質(zhì)交聯(lián)在一起。如用親和標(biāo)記法分離細(xì)胞表面受體時， 先將細(xì)胞與超量標(biāo)記的激素(配體)混合，以飽和所有特異受體的激素結(jié)合位點;洗去多余的激素，然后加入能夠與受體和配體結(jié)合的共價交聯(lián)劑將激素與受體進(jìn)行共價交聯(lián)達(dá)到分離的目的。
20. 信號級聯(lián)放大(signaling cascade)
從細(xì)胞表面受體接收外部信號到最后作出綜合性應(yīng)答是一個將信號逐步放大的過程，稱為信號的級聯(lián)放大反應(yīng)。
組成級聯(lián)反應(yīng)的各個成員稱為一個級聯(lián)(cascade)，主要是由磷酸化和去磷酸化的酶組成。信號的級聯(lián)放大作用對細(xì)胞來說至少有兩個優(yōu)越性：第一，同一級聯(lián)中所有具有催化活性的酶受同一分子調(diào)控，如糖原分解級聯(lián)中有三種酶：依賴于cAMP的蛋白激酶、糖原磷酸化酶激酶和糖原磷酸化酶都是直接或間接受cAMP調(diào)控的。第二：通過級聯(lián)放大作用，使引起同一級聯(lián)反應(yīng)的信號得到最大限度的放大。如10-10M的腎上腺素能夠通過對糖原分解的刺激將血液中的葡萄糖水平提高50%.在腎上腺素的刺激下，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生10-6M的cAMP(圖5M-1)。
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圖M5-1 腎上腺素在細(xì)胞內(nèi)的級聯(lián)放大作用
級聯(lián)反應(yīng)除了具有將信號放大，使原始信號變得更強(qiáng)、更具激發(fā)作用，引起細(xì)胞的強(qiáng)烈反應(yīng)外，級聯(lián)反應(yīng)還有其他一些作用： ①信號轉(zhuǎn)移，即將原始信號轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的其他部位;②信號轉(zhuǎn)化，即將信號轉(zhuǎn)化成能夠激發(fā)細(xì)胞應(yīng)答的分子，如級聯(lián)中的酶的磷酸化;③信號的分支，即將信號分開為幾種平行的信號，影響多種生化途徑，引起更大的反應(yīng);④級聯(lián)途中的各個步驟都有可能受到一些因子的調(diào)節(jié)，因此級聯(lián)反應(yīng)的最終效應(yīng)還是由細(xì)胞內(nèi)外的條件來決定。
21. 第二信使(second messengers)
細(xì)胞表面受體接受細(xì)胞外信號后轉(zhuǎn)換而來的細(xì)胞內(nèi)信號稱為第二信使，而將細(xì)胞外的信號稱為第一信使(first messengers)。
第二信使至少有兩個基本特性： ①是第一信使同其膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)、僅在細(xì)胞內(nèi)部起作用的信號分子;②能啟動或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)信號應(yīng)答。
第二信使都是小的分子或離子。細(xì)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。
第二信使在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用，它們能夠激活級聯(lián)系統(tǒng)中酶的活性，以及非酶蛋白的活性。第二信使在細(xì)胞內(nèi)的濃度受第一信使的調(diào)節(jié)，它可以瞬間升高、且能快速降低，并由此調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)代謝系統(tǒng)的酶活性，控制細(xì)胞的生命活動，包括：葡萄糖的攝取和利用、脂肪的儲存和移動以及細(xì)胞產(chǎn)物的分泌。第二信使也控制著細(xì)胞的增殖、分化和生存，并參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。
22. GTP結(jié)合蛋白(GTP binding protein， G蛋白)
與GTP或GDP結(jié)合的蛋白質(zhì)，又叫鳥苷酸結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白(guanine nucleotide-binding regulatory protein)。從組成上看，有單體G蛋白(一條多肽鏈)和多亞基G蛋白(多條多肽鏈組成)。G蛋白參與細(xì)胞的多種生命活動，如細(xì)胞通訊、核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合、小泡運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成等。
G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)中的G蛋白是由三個不同亞基組成的異源三體，三個亞基分別是α、β、γ， 總相對分子質(zhì)量在100kDa左右， β亞基為36 kDa左右， γ亞基為8-11kDa左右。β、γ兩亞基通常緊密結(jié)合在一起， 只有在蛋白變性時才分開，鳥苷結(jié)合位點位于α亞基上。此外，α亞基還具有GTPase的活性結(jié)構(gòu)域和ADP核糖化位點。G蛋白屬外周蛋白， 它們在膜的細(xì)胞質(zhì)面通過脂肪酸鏈錨定在質(zhì)膜上。G蛋白是一個大家族， 目前研究得較多的是Gs (轉(zhuǎn)導(dǎo)激素對腺苷酸環(huán)化酶的活化過程)、Gi (轉(zhuǎn)導(dǎo)激素對腺苷酸環(huán)化酶的抑制作用)， 另外還有其他的一些三體G蛋白。G蛋白有多種調(diào)節(jié)功能， 包括Gs和Gi對腺苷酸環(huán)化酶的激活和抑制、對cGMP磷酸二酯酶的活性調(diào)節(jié)、對磷脂酶C的調(diào)節(jié)、對細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的調(diào)節(jié)等。 另外還參與門控離子通道的調(diào)節(jié)。
23. PKA系統(tǒng)(protein kinase A system， PKA)
是G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)的一種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。信號分子作用于膜受體后，通過G蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶， 產(chǎn)生第二信使cAMP后，激活蛋白激酶A進(jìn)行信號的放大。故將此途徑稱為PKA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。如胰高血糖素和腎上腺素都是很小的水溶性的胺，它們在結(jié)構(gòu)上沒有相同之處，并作用于不同的膜受體， 但都能通過G蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶， 最后通過蛋白激酶A進(jìn)行信號放大。
24. 效應(yīng)物(effector)
所謂效應(yīng)物是指直接產(chǎn)生效應(yīng)的物質(zhì)，通常是酶，如腺苷酸環(huán)化酶、磷酸脂酶等，它們是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的催化單位。效應(yīng)物通常也是跨膜糖蛋白。
25. 腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase， AC)
腺苷酸環(huán)化酶是膜整合蛋白，它的氨基端和羧基端都朝向細(xì)胞質(zhì)。AC在膜的細(xì)胞質(zhì)面有兩個催化結(jié)構(gòu)域，還有兩個膜整合區(qū)，每個膜整合區(qū)分別有6個跨膜的α螺旋。哺乳動物中已發(fā)現(xiàn)6個腺苷酸環(huán)化酶異構(gòu)體。由于AC能夠?qū)TP轉(zhuǎn)變成cAMP，引起細(xì)胞的信號應(yīng)答，故此，AC是G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)中的效應(yīng)物。
26. 蛋白激酶 A (protein kinase A，PKA)
又稱依賴于cAMP的蛋白激酶A (cyclic-AMP dependent protein kinase A)，是一種結(jié)構(gòu)最簡單、生化特性最清楚的蛋白激酶。
PKA全酶分子是由四個亞基組成的四聚體， 其中兩個是調(diào)節(jié)亞基(regulatory subunit， 簡稱R 亞基)，另兩個是催化亞基(catalytic subunit， 簡稱 C 亞基)。R亞基的相對分子質(zhì)量為49～55kDa， C亞基的相對分子質(zhì)量為40kDa，總相對分子質(zhì)量約為180kDa;全酶沒有活性。在大多數(shù)哺乳類細(xì)胞中， 至少有兩類蛋白激酶A， 一類存在于胞質(zhì)溶膠， 另一類結(jié)合在質(zhì)膜、核膜和微管上。
激酶是激發(fā)底物磷酸化的酶，所以蛋白激酶A的功能是將ATP上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上進(jìn)行磷酸化， 被蛋白激酶磷酸化了的蛋白質(zhì)可以調(diào)節(jié)靶蛋白的活性。
一般認(rèn)為， 真核細(xì)胞內(nèi)幾乎所有的cAMP的作用都是通過活化PKA，從而使其底物蛋白發(fā)生磷酸化而實現(xiàn)的。
27. PKC系統(tǒng)(protein kinase C system，PKC system)
由于該系統(tǒng)中的第二信使是磷脂肌醇，故此這一系統(tǒng)又稱為磷脂肌醇信號途徑(phosphatidylinositol signal pathway)。
在這一信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，膜受體與其相應(yīng)的第一信使分子結(jié)合后，激活膜上的Gq蛋白(一種G蛋白)，然后由Gq蛋白激活磷酸脂酶Cβ (phospholipase Cβ， PLC)， 將膜上的脂酰肌醇4，5-二磷酸(phosphatidylinositol biphosphate， PIP2)分解為兩個細(xì)胞內(nèi)的第二信使：二酰甘油( diacylglycerol， DAG)和1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)。IP3動員細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放Ca2+到細(xì)胞質(zhì)中與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，隨后參與一系列的反應(yīng);而DAG在Ca2+的協(xié)同下激活蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)，然后通過蛋白激酶C引起級聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)行細(xì)胞的應(yīng)答， 故此將該系統(tǒng)稱為PKC系統(tǒng)，或稱為IP3、DAG、Ca2+信號通路。
28. IP3受體(IP3 receptor)
IP3受體是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通道蛋白， 由四個相對分子質(zhì)量為260kDa的糖蛋白組成的四聚體。四個亞基組成一個跨膜的通道， 每個亞基都有IP3結(jié)合的部位， 當(dāng)3～4個部位被IP3占據(jù)時， 受體復(fù)合物構(gòu)象發(fā)生改變， 打開離子通道， 儲藏在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+ 隨即釋放，進(jìn)入胞質(zhì)溶膠。
29. 蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)
蛋白激酶C是G蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)中的效應(yīng)物， 在非活性狀態(tài)下是水溶性的，游離存在于胞質(zhì)溶膠中，激活后成為膜結(jié)合的酶。蛋白激酶C的激活是脂依賴性的，需要膜脂DAG的存在，同時又是Ca2+依賴性的，需要胞質(zhì)溶膠中Ca2+濃度的升高。當(dāng)DAG在質(zhì)膜中出現(xiàn)時，胞質(zhì)溶膠中的蛋白激酶C被結(jié)合到質(zhì)膜上，然后在Ca2+的作用下被激活。
同蛋白激酶A一樣，蛋白激酶C屬于多功能絲氨酸和蘇氨酸激酶。
蛋白激酶C能激活細(xì)胞質(zhì)中的靶酶參與生化反應(yīng)的調(diào)控， 同時也能作用于細(xì)胞核中的轉(zhuǎn)錄因子， 參與基因表達(dá)的調(diào)控， 不過所調(diào)控的基因多與細(xì)胞的生長和分化相關(guān)。
30. 鈣調(diào)蛋白(calmodulin)
鈣調(diào)蛋白是真核生物細(xì)胞中的胞質(zhì)溶膠蛋白，由148個氨基酸組成單條多肽，相對分子質(zhì)量為16.7kDa.鈣調(diào)蛋白的外形似啞鈴，有兩個球形的末端，中間被一個長而富有彈性的螺旋結(jié)構(gòu)相連，每個末端有兩個Ca2+ 結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域可以結(jié)合一個Ca2+ ， 這樣，一個鈣調(diào)蛋白可以結(jié)合4個Ca2+ ，鈣調(diào)蛋白與Ca2+ 結(jié)合后的構(gòu)型相當(dāng)穩(wěn)定。在非刺激的細(xì)胞中鈣調(diào)蛋白與Ca2+ 結(jié)合的親和力很低;然而，如果由于刺激使細(xì)胞中Ca2+ 濃度升高時， Ca2+ 同鈣調(diào)蛋白結(jié)合形成鈣-鈣調(diào)蛋白復(fù)合物(calcium-calmodulin complex)，就會引起鈣調(diào)蛋白構(gòu)型的變化，增強(qiáng)了鈣調(diào)蛋白與許多效應(yīng)物結(jié)合的親和力。
31. 受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase， RTKs)
RTKs是最大的一類酶聯(lián)受體， 它既是受體，又是酶， 能夠同配體結(jié)合，并將靶蛋白的酪氨酸殘基磷酸化。所有的RTKs都是由三個部分組成的：含有配體結(jié)合位點的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、單次跨膜的疏水α螺旋區(qū)、含有酪氨酸蛋白激酶(RTK)活性的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。
已發(fā)現(xiàn)50多種不同的RTKs，主要的幾種類型包括：
①表皮生長因子(epidermal growth factor， EGF) 受體;
②血小板生長因子(platelet-derived growth factor， PDGF) 受體和巨噬細(xì)胞集落刺激生長因子(macrophage colony stimulating factor， M-CSF);
?、垡葝u素和胰島素樣生長因子-1 (insulin and insulin-like growth factor-1， IGF-1) 受體;
?、苌窠?jīng)生長因子(nerve growth factor， NGF) 受體;
?、莩衫w維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor， FGF) 受體;
?、扪軆?nèi)皮生長因子(vascularendothelial growth factor， VEGF)受體和肝細(xì)胞生長因子 (hepatocyte growth factor， HGF) 受體等。
受體酪氨酸激酶在沒有同信號分子結(jié)合時是以單體存在的，并且沒有活性;一旦有信號分子與受體的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合，兩個單體受體分子在膜上形成二聚體，兩個受體的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的尾部相互接觸，激活它們的蛋白激酶的功能，結(jié)果使尾部的酪氨酸殘基磷酸化。磷酸化導(dǎo)致受體細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的尾部裝配成一個信號復(fù)合物(signaling complex)。剛剛磷酸化的酪氨酸部位立即成為細(xì)胞內(nèi)信號蛋白(signaling protein)的結(jié)合位點，可能有10～20種不同的細(xì)胞內(nèi)信號蛋白同受體尾部磷酸化部位結(jié)合后被激活。信號復(fù)合物通過幾種不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，擴(kuò)大信息，激活細(xì)胞內(nèi)一系列的生化反應(yīng);或者將不同的信息綜合起來引起細(xì)胞的綜合性應(yīng)答(如細(xì)胞增殖)。
32. 胰島素受體(insulin receptor)
胰島素受體是一個四聚體，由兩個α亞基和兩個β亞基通過二硫鍵連接。兩個α亞基位于細(xì)胞質(zhì)膜的外側(cè)，其上有胰島素的結(jié)合位點;兩個β亞基是跨膜蛋白，起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。無胰島素結(jié)合時，受體的酪氨酸蛋白激酶沒有活性。當(dāng)胰島素與受體的α亞基結(jié)合并改變了β亞基的構(gòu)型后，酪氨酸蛋白激酶才被激活，激活后可催化兩個反應(yīng) ∶①使四聚體復(fù)合物中β亞基特異位點的酪氨酸殘基磷酸化，這種過程稱為自我磷酸化(autophosphorylation);②將胰島素受體底物 (insulin receptor substrate，IRSs)上具有重要作用的十幾個酪氨酸殘基磷酸化，磷酸化的IRSs能夠結(jié)合并激活下游效應(yīng)物。
33. 胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRSs)
能夠被激活的胰島素受體酪氨酸激酶作用的底物， 其上具有十幾個酪氨酸殘基可被磷酸化，磷酸化的IRSs能夠結(jié)合并激活下游效應(yīng)物。
IRSs在被胰島素受體磷酸化以后，如同一塊“磁鐵”與那些具有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白結(jié)合，根據(jù)所結(jié)合蛋白的具體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的效應(yīng)，如激活SH2蛋白的酶活性、改變蛋白質(zhì)構(gòu)型并同另外的蛋白結(jié)合或者引起蛋白質(zhì)從細(xì)胞的一個部位轉(zhuǎn)移到另一個部位。
已知有三種胰島素受體酪氨酸激酶作用的底物(IRSs)。第一種是胰島素受體底物1(IRS1)，是一種蛋白質(zhì)，其上有多個(至少8個)可被受體激酶磷酸化的位點，磷酸化后可同多種效應(yīng)物結(jié)合，包括：PI(3)K、Syp(一種磷酸酪氨酸磷酸酶)、Nck(一種連接蛋白)、GRB2(growth factor receptor-bound protein 2，一種通過SH2同磷酸化的酪氨酸結(jié)合的連接蛋白)。第二種是Shc(是通過cDNA克隆篩選到的編碼SH結(jié)構(gòu)域的基因的蛋白產(chǎn)物)，也是一種連接蛋白。Shc的酪氨酸被磷酸化后能夠同GRB2結(jié)合，然后激活Ras，觸發(fā)細(xì)胞的增殖。第三種底物是IRS2.IRS2的酪氨酸被磷酸化后能夠同磷脂酰肌醇-3-激酶結(jié)合，將該酶激活，并影響磷脂的代謝。
34. SH結(jié)構(gòu)域(SH domain)
SH結(jié)構(gòu)域是“Src同源結(jié)構(gòu)域”(Src homology domain)的縮寫(Src是一種癌基因，最初在Rous sarcoma virus 中發(fā)現(xiàn))。這種結(jié)構(gòu)域是能夠與受體酪氨酸激酶磷酸化殘基緊緊結(jié)合，形成多蛋白的復(fù)合物進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
SH2大約由100個氨基酸組成。SH2結(jié)構(gòu)域能夠與生長因子受體(如PDGF和EGF)自我磷酸化的位點結(jié)合。
含有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白也常常含有SH3結(jié)構(gòu)域。SH3結(jié)構(gòu)域最初也是在Src中鑒定到的由50個氨基酸組成的組件，后來在其他一些蛋白質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)了SH3結(jié)構(gòu)域。SH3能夠識別富含脯氨酸和疏水殘基的特異序列的蛋白質(zhì)并與之結(jié)合，從而介導(dǎo)蛋白與蛋白相互作用。
35. 表皮生長因子(epidermal growth factor， EGF)
表皮生長因子是一種小肽，由53個氨基酸殘基組成， 是類EGF大家族的一個成員。EGF同應(yīng)答細(xì)胞表面的特異受體結(jié)合，一旦結(jié)合，便促進(jìn)受體二聚化并使細(xì)胞質(zhì)位點磷酸化。被激活的受體至少可與5種具有不同信號序列的蛋白結(jié)合，進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。EGF能夠廣泛促進(jìn)細(xì)胞的增殖。
36. EGF受體(EGF receptor)
EGF受體是一種糖蛋白， 廣泛分布于哺乳動物的上皮細(xì)胞、人的成纖維細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞等。EGF 受體是一條含有1186個氨基酸殘基的多肽鏈， 相對分子質(zhì)量為170kDa，由三個部分組成：①很大的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域：約621個氨基酸殘基，富含半胱氨酸(51個)， 并形成多對二硫鍵，其上結(jié)合有糖基，是EGF結(jié)合的位點。②跨膜區(qū)∶由23個氨基酸殘基組成;③細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，由542個氨基酸殘基組成，含有無活性的酪氨酸激酶和幾個酪氨酸磷酸化的位點。
37. Ras蛋白(Ras protein)
Ras是大鼠肉瘤(rat sarcoma，Ras)的英文縮寫。Ras蛋白是原癌基因 c—ras的表達(dá)產(chǎn)物，相對分子質(zhì)量為21kDa，屬單體 GTP結(jié)合蛋白，具有弱的 GTP酶活性。Ras蛋白的活性狀態(tài)對細(xì)胞的生長、分化、細(xì)胞骨架、蛋白質(zhì)運(yùn)輸和分泌等都具有影響，其活性則是通過與GTP或GDP的結(jié)合進(jìn)行調(diào)節(jié)。
Ras的活性受兩個蛋白的控制，一個是鳥苷交換因子(guanine nucleotide exchange factor， GEF)，它的作用是促使GDP從Ras蛋白上釋放出來，取而代之的是GTP，從而將Ras激活，GEF的活性受生長因子及其受體的影響。另一個控制 Ras蛋白活性的是GTP酶激活蛋白(GTPase activating protein， GAP)，存在于正常細(xì)胞中，主要作用是激活Ras蛋白的GTP酶，將結(jié)合在Ras蛋白上的 GTP水解成GDP，成為失活型的 Ras蛋白—GDP.所以在正常情況下，Ras蛋白基本上都與 GDP結(jié)合在一起，定位在細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)表面上。
38. Grb2蛋白(growth factor receptor-bound protein 2)
Grb2是生長因子受體結(jié)合蛋白2，又叫Ash蛋白。該蛋白參與細(xì)胞內(nèi)各種受體激活后的下游調(diào)節(jié)。它能夠直接與激活的表皮生長因子受體磷酸化的酪氨酸結(jié)合，參與EGF受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，也能通過與Shc磷酸化的酪氨酸結(jié)合間接參與由胰島素受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。Grb2能夠同時與Shc、Sos結(jié)合形成Shc-Grb2-Sos復(fù)合物，并將Sos激活，激活的Sos與質(zhì)膜上的Ras蛋白結(jié)合，并將其激活，引起信號級聯(lián)反應(yīng)。
Grb2蛋白含有一個SH2結(jié)構(gòu)域和兩個SH3結(jié)構(gòu)域，屬SH蛋白。
39. Sos蛋白(Sos protein)
Sos蛋白是編碼鳥苷釋放蛋白的基因sos的產(chǎn)物(sos是son of sevenless 的縮寫)。Sos蛋白在Ras信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的作用是促進(jìn)Ras釋放GDP，結(jié)合GTP，使Ras蛋白由非活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)，所以， Sos蛋白是Ras激活蛋白。
Sos蛋白不含SH結(jié)構(gòu)域，不屬于SH蛋白。
40. 信號趨異(divergence )
信號趨異是指同一種信號與受體作用后在細(xì)胞內(nèi)分成幾個不同的信號途徑進(jìn)行傳遞，最典型的是受體酪氨酸激酶的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
在EGF受體酪氨酸激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中，EGF與受體結(jié)合后導(dǎo)致受體細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域特定部位的酪氨酸自我磷酸化，形成磷酸酪氨酸。新形成的磷酸酪氨酸作為SH2結(jié)構(gòu)域的錨定位點，將具有SH2結(jié)構(gòu)域的不同效應(yīng)物激活。由于這些效應(yīng)物自身的功能不同，因而引起不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。如Grb2作為接頭蛋白將信號經(jīng)Sos蛋白傳給Ras，引起MAP激酶的級聯(lián)系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。另一種具有SH2結(jié)構(gòu)域的效應(yīng)物是磷脂酶Cγ，通過SH2與磷酸酪氨酸結(jié)合并被激活后可使PIP2水解產(chǎn)生兩種第二信使，通過與Ras不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。另外，PI(3)K和Src也是具有SH2結(jié)構(gòu)域并能被EGF磷酸酪氨酸激活的效應(yīng)物，但是引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑不同。
41. 竄擾(crosstalk)
信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的“竄擾”是指不同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的相互影響，即通常所說的“相互作用”(interaction)。
在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中，雖然每種體系都有自己相對獨立的系統(tǒng)，似乎互不影響，如PKA系統(tǒng)、受體酪氨酸激酶系統(tǒng)。實際上細(xì)胞內(nèi)的各種信息往往要交織在一起形成一個信息網(wǎng)共同起作用。例如cAMP的信號通路主要是引起細(xì)胞代謝活動的變化，特別是糖的代謝。新的研究結(jié)果表明，cAMP也能抑制一些細(xì)胞的生長，包括成纖維細(xì)胞和脂肪細(xì)胞，機(jī)理主要是阻斷MAP激酶級聯(lián)系統(tǒng)。
另外一個例子是Ca2+和cAMP參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也是相互影響的。Ca2+既能夠激活腺苷酸環(huán)化酶(合成cAMP)，又能激活cAMP磷酸脂酶(降解cAMP)。反過來，依賴于cAMP的蛋白激酶能夠使Ca2通道磷酸化，改變對Ca2釋放的能力。
42. 受體鈍化(receptor desensitization)
受體對信號分子失去敏感性稱為受體鈍化， 一般是通過對受體的修飾進(jìn)行鈍化的。如腎上腺素受體在絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化后，則失去對腎上腺素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。
如果鈍化的受體只是那些已與信號分子結(jié)合的受體，這種現(xiàn)象稱為同源鈍化 (homologous desensitization)。如腎上腺素與受體結(jié)合時，受體可在β腎上腺素受體激酶的作用下發(fā)生磷酸化，β抑制蛋白與磷酸化的受體結(jié)合使之鈍化，失去受體作用; 此外， β腎上腺素受體也可通過cAMP依賴的蛋白激酶A磷酸化鈍化。因為β腎上腺素僅僅是增加細(xì)胞內(nèi)cAMP水平的眾多信號分子中的一種，一旦細(xì)胞內(nèi)的cAMP 水平達(dá)到一定的濃度，腎上腺素也就沒有什么意義了，所以將它的受體磷酸化使之鈍化。這種鈍化稱為異源鈍化(heterologous desensitization)，因為鈍化是通過不同受體途徑的酶進(jìn)行的。
異源鈍化不僅僅只有受體自身直接失活這一種可能的方式，在某種情況下，信號分子也可以通過改變G蛋白，使其失去信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。例如，成纖維細(xì)胞的PGE受體通過Gs和AC激活cAMP途徑，Gs和AC為其他途徑所共有。體外培養(yǎng)時，加入PGE1后，cAMP升高后又下降，細(xì)胞發(fā)生鈍化，同時也對其他cAMP途徑的信號失去敏感。若將適應(yīng)后的Gs和正常的Gs分別轉(zhuǎn)移到Gs缺陷的突變細(xì)胞株的膜上進(jìn)行對比觀察，發(fā)現(xiàn)前者仍然鈍化，而后者具有敏感性，因此，提示Gs發(fā)生了改變。
43. 受體減量調(diào)節(jié)(receptor down-regulation)
通過內(nèi)吞作用減少質(zhì)膜中受體量來調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，稱為受體減量調(diào)節(jié)。
內(nèi)吞是使細(xì)胞膜上受體減少的有效辦法， 細(xì)胞也因此降低了對信號分子的敏感性。實際上，許多受體被內(nèi)吞后，并不被溶酶體消化，它們被逐步釋放，慢慢回到細(xì)胞膜上，形成受體再循環(huán)。在此過程中，始終有一部分受體滯留在細(xì)胞質(zhì)中而不能到膜上發(fā)揮功能，這種現(xiàn)象又稱為受體隔離。另外，受體內(nèi)吞也包括結(jié)合有配體的受體-配體內(nèi)吞，一些生長激素就是通過這樣的方式被解除信號作用的。