這部分知識確實枯燥且繁雜,大學里的填鴨式學習注定是學不深的,大學階段最重要的是搞明白框架,知道有這么個東西;
然后做研究時帶着問題去思考,查閱知識點,追蹤追問式的學習,現在發現這部分其實還挺有趣的,產出的諾獎也比較多。
教材定位:細胞生物學 - 細胞信號轉導 - 其他細胞表面受體介導的信號通路
知識點回顧:
細胞通訊的三種方式:分泌化學信號通訊;接觸依賴性通訊;間隙連接;
分泌化學信號的種類:內分泌;旁分泌;突觸傳遞;自分泌;
胞外信號介導的細胞通訊步驟:
- 釋放信號分子
- 結合靶細胞
- 受體配體特異性結合,激活受體
- 活化受體啟動某種信號轉導途徑,靶細胞內產生第二信使或活化的信號蛋白;級聯反應;
- 引發細胞代謝、功能或基因表達改變;蛋白活性或蛋白表達的改變;
- 信號解除回歸靜息態
化學信號分子種類:氣體信號分子(NO、CO);疏水性信號分子;親水性信號分子
根據部位區分受體:細胞內受體;細胞表面受體;
細胞表面受體三大家族:離子通道偶聯受體;G蛋白偶聯受體GPCR;酶聯受體;
受體的兩大功能域:結合配體的功能域;產生效應的功能域;
兩種效應:快反應,直接改變相關蛋白活性或功能;慢反應,影響蛋白的表達,也就是轉錄調控。(此處回答了下面的問題)
受體配體關系:一對一;一對多;多對一
細胞內信號蛋白的相互作用關鍵:蛋白模式結合域binding domain;
SH2結構域:酶;癌蛋白;錨定蛋白;接頭蛋白;調解蛋白;轉錄因子;
關鍵問題:利用數學和統計學建模,歸納已知的分子間相互作用,並推測未知分子間的相互作用!!!
信號轉導特點:特異性;放大效應;網絡化與反饋;整合作用;
細胞內受體介導的信號傳遞:受體可直接穿透細胞膜,所以是一些親脂性小分子;NO氣體信號分子,NO也是神經細胞的重要信號分子,nNOS神經元。
Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule crucial for many physiological processes such as synaptic plasticity, vasomotricity, and inflammation. Neuronal nitric oxide synthase (nNOS) is the enzyme responsible for the synthesis of NO by neurons.
G蛋白偶聯受體介導的信號轉導,參見專題文章:名詞解釋 | G-protein | G蛋白
酶聯受體介導的信號轉導【簡單介紹】
就是激活受體后可以產生催化酶,直接作用於生化反應;
- 受體絡氨酸激酶,RTK-Ras蛋白信號通路;
- PI3K-PKB (AKT)信號通路;
- TGF-β受體信號通路;
- JAK-STAT信號通路;
其他細胞表面受體介導的信號通路 (終於講到了我們今天的Hh信號通路)
這里特指的調控基因表達的信號通路,跟我們生信分析息息相關。
- GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信號通路,磷酸化特定的轉錄因子;
- TGF-β-Smad和JAK-STAT信號通路,活化轉錄因子;
- Wnt受體和Hedgehog信號通路,蛋白復合物裝配,釋放轉錄因子,轉位到核內調控基因表達;
- NF-kB和Notch信號通路,蛋白切割作用,釋放活化轉錄因子;
特點:
- 長期反應,改變核內基因轉錄;
- 影響多方面功能;
- 高度調控;
Hedgehog信號通路
局域性蛋白質配體,作用范圍小,不超過20個細胞;
控制細胞命運、增值、分化,與腫瘤相關;
依賴Hh信號分子濃度;
Hh受體蛋白有三種:Patched【Ptc】、Smoothened【Smo】和iHog。
Notch信號通路
切割受體,進入細胞核與其他轉錄因子協同作用,調控基因表達。
【以上是教科書里的古董了,接下來直接上文獻】
------------------------------------
SnapShot: hedgehog signaling pathway
Hedgehog and Notch signaling in enteric nervous system development
相關諾獎:
1971,發現並闡述cAMP的功能並提出第二信使學說;
1994,發現G蛋白及其在細胞信號轉導中的調控作用;
1992,發現蛋白質磷酸化與去磷酸化的調控機制;
1998,NO作為氣體信號引起血管平滑肌舒張;
一些名詞:
gap junction
電壓門控的鈣離子通道
cAMP
protein kinase
CaM
細胞信號轉導與轉錄調控的聯系和區別?
轉錄調控是單個細胞內部的分子反應,而信號轉導則是細胞層面到分子層面的調控。他們是上下游關系。
參考:
Neuronal nitric oxide synthase expressing neurons: a journey from birth to neuronal circuits
