细胞生物学 信号转导与第二信使

　　信号分子这把钥匙一旦打开了细胞表面的受体锁，细胞就要作出应答。由于细胞自身就是一个社会，有各种不同的结构和功能体系，外来信号应由何种功能体系应答？ 这就是所谓的信号转导的通路。

　　■ 信号转导途径

　　信号转导途径有两个层次，第一是将外部信号转换成内部信号途径， 即信号转导途径。第二层次的含义是外部信号转换成内部信号后从哪个途径引起应答。医学教育网

　　● 两种信号转导途径：

　　一种是通过G蛋白偶联方式，即信号分子同表面受体结合后激活G蛋白，再由G蛋白激活效应物，效应物产生细胞内信号；第二种转导途径是结合的配体激活受体的酶活性，然后由激活的酶去激活产生细胞内信号的效应物（图5-17）。

图5-17 信号转导的两种途径

　　途径①：结合的配体激活G蛋白，然后由G蛋白激活效应物产生信号；途径②：结合配体激活受体的酶活性，然后由激活的受体酶激活产生信号的效应物。

　　● 细胞内生化反应途径：

　　当外部信号被转换成内部信号后，在细胞内的传递途径如何？ 细胞内各种不同的生化反应途径都是由一系列不同的蛋白和酶组成的，执行着不同的生理生化功能。各途径中上游蛋白对下游蛋白活性的调节（激活或抑制）主要是通过添加或去除磷酸基团，从而改变下游蛋白的构型完成的（图5-18）。所以，构成生化反应途径的主要成员是蛋白激酶和磷酸酶，它们能够引起细胞活性的快速变化又迅速恢复。

图5-18 由蛋白激酶和蛋白质磷酸酶构成的信号转导途径

　　■ 细胞应答与信号级联放大

　　● 细胞应答

　　细胞对外部信号的应答通常是综合性反应，包括基因表达的变化、酶活性的变化、细胞骨架构型的变化、通透性的变化、DNA合成的变化、细胞死亡程序的变化等（图5-19）。这些变化并非都是由一种信号引起的，通常要几种信号结合起来才能产生较复杂的反应，而且通过信号的不同组合产生不同的反应。

图5-19 多种细胞外信号引起动物细胞的应答

　　细胞在信号应答中的每一种最终表现都是受体接受了一套相关的细胞外信号并作出综合应答的结果，图中所示只是推测的简化模式。

　　● 信号级联放大（signaling cascade）

　　从细胞表面受体接收外部信号到最后作出综合性应答，不仅是一个信号转导过程，更重要的是将信号进行逐步放大的过程（图5-20）。

图5-20 细胞内的信号级联放大作用

　　细胞表面受体蛋白将细胞外信号转变为细胞内信号，经信号级联放大、分散和调节产生综合性的细胞应答。

　　● 第二信使（second messengers）

　　● 由细胞表面受体接受信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使（图5-21）。

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