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生理学|生​理​学
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你可能喜欢小G蛋白的特点
小G蛋白，像G蛋白，尤其像G蛋白中的α亚基。所以我们的教材，把小G蛋白，与G蛋白一起介绍。
但是，G蛋白传递的信号，来自G蛋白偶联受体，往后，传递信号给效应器，比如腺苷酸环化酶（AC)。而小G蛋白传递的信号，来自膜上的“非酶表面受体”，比如IL-2受体；或者信号来自膜上的“受体酪氨酸激酶”。所以小G蛋白的信号通路，与G蛋白偶联受体的信号通路不同！
受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine
kinases，RTKs）包括6个亚族（见教材）。&&&&&
信号转导：配体→受体→受体二聚化→受体的自磷酸化→激活RTK→胞内信号蛋白→启动信号传导&&&&&
 &RTK- Ras信号通路：
配体→活化酪氨酸激酶RTK→活化的酪氨酸激酶RTK 结合接头蛋白adaptor →
GRF（鸟苷酸释放因子）促进GDP释放→Ras（GTP结合蛋白）活化，诱导下游事件：Raf丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（又称MAPKKK）活化（使蛋白上的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化）→活化的Raf
结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK，导致MAPKK
活化（MAPKK是一种具双重特异的蛋白激酶，它能磷酸化MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使之激活）→MAPK活化→进入细胞核→其它激酶或基因调控蛋白（转录因子）的磷酸化修饰。
MAPK（Mitogen-activated protein kinase）又称ERK（extracelular
signal-regulated
kinase）----真核细胞广泛存在的Ser/Thr蛋白激酶。有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated
protein kinase,MAPK)。
MAPK的底物：膜蛋白（受体、酶）、胞浆蛋白、核骨架蛋白、及多种核内或胞浆内的转录调控因子----在细胞增殖和分化中具有重要调控作用。
&PTX敏感性G蛋白（Gi，Go）的亚基依赖于Ras激活MAPK，具体机制还有待深入研究；
PKC、PLC与G蛋白偶联受体介导的MAPK激活&&&
PKC和PLC 参与G蛋白偶联受体激活MAPK ：&
&G蛋白偶联受体激活G蛋白； G蛋白亚基或
亚基激活PLC，促进膜磷脂代谢； 磷脂代谢产物（ DAG + IP3 ）激活PKC； PKC 通过Ras 或
Raf& 激活MAPK ；
& 由于PKC对钙的依赖性不同，所以G蛋白偶联受体& MAPK途径对钙要求不同；
& PKA对G蛋白偶联受体& MAPK途径的负调控
& 迄今未发现和制备出MAPK组成型突变（dominant negative
mutant），提示细胞难于忍受MAPK的持续激活（MAPK的去活是细胞维持正常生长代谢所必须）。主要机制：特异性的Tyr/Thr磷脂酶可选择性地使MAPK去磷酸化，关闭MAPK信号。
& cAMP ， MAPK
；cAMP直接激活cAMP依赖的PKA；PKA可能通过RTK或通过抑制Raf-Ras相互作用起负调控作用。
RTKs的失敏：&&&
催化性受体的效应器位于受体本身，因此失敏即酶活性速发抑制。
机制：受体的磷酸化修饰。EGF受体Thr654的磷酸化导致RTK活性的抑制，如果该位点产生Ala突变，则阻止活性抑制，后又发现C端的Ser1046/7也是磷酸化位点。磷酸化位点所在的C端恰好是SH2结构域的结合部位。
引起受体磷酸化的激酶：
PKC----作用于Thr654；
CaMK 2（Ca2+和CaM依赖的激酶2）----作用于Ser1046/7
还发现：EGF受体是CDK的靶蛋白，提示和周期调控有关。
&  RTK晶体结构研究表明，
RTK激活后形成稳定的非抑制性构象；磷酸化修饰后，形成抑制性构象，引起失敏。
& &RTK失敏对细胞正常功能所必须，RTK
的持续激活将导致细胞生长失控。
小G蛋白（Small G
Protein）因分子量只有20~30KD而得名，同样具有GTP酶活性，在多种细胞反应中具有开关作用。小G蛋白定义：单体形式的G蛋白。主要分布于胞质或质膜内侧，已发现有60多种。
第一个被发现的小G蛋白是Ras，它是ras基因的产物。其它的小G蛋白，还有Rho，SEC4，YPT1等，微管蛋白β亚基也是一种小G蛋白。
小G蛋白的共同特点是，当结合了GTP时即成为活化形式，这时可作用于下游分子使之活化，而当GTP水解成为GDP时（自身为GTP酶）则回复到非活化状态。这一点与G蛋白里的Gα类似，但是小G蛋白的分子量明显低于Gα。
在细胞中存在着一些专门控制小G蛋白活性的小G蛋白调节因子，有的可以增强小G蛋白的活性，如鸟苷酸交换因子（guanine
nucleotide exchange factor, GEF）和鸟苷酸解离抑制因子（Guanine nucleotide
dissociation Inhibitor, GDI），有的可以降低小G蛋白活性，如GTP酶活化蛋白（GTPase
activating protein, GAP）。
近年来研究发现小G蛋白，特别是一些原癌基因表达产物，有着广泛的调节功能。Ras蛋白主要参与细胞增殖和信号转导；Rho蛋白对细胞骨架网络的构成发挥调节作用；Rab蛋白则参与调控细胞内膜交通（membrane
traffic）。此外，Rho和Rab亚家庭可能分别参与淋巴细胞极化（polarization）和抗原的提呈。
某些信号蛋白通过SH-3结构域，将酪氨酸激酶途径同一些由小G蛋白所控制的途径连接起来，如Rho（与Ras有30%同源性）调节胞浆中微丝上肌动蛋白的聚合或解离，从而影响细胞形态。这一事实解释了某些含有SH-3的蛋白同细胞骨架某些成份相关联或调节它们的功能。
这是细胞内存在的另一类G蛋白，这类G蛋白具有鸟核苷酸的结合位点，有GTP酶活性，其功能也受鸟核苷酸调节，但与跨膜信息传递似乎没有直接相关。在结构上不同于前述的G蛋白，分子量较小，在20-30kDa之间，不是以α、β、γ三聚体方式存在，而是单体分子，因此被称为小G蛋白（small
G proteins）。ras表达产物为一种小G蛋白。小G蛋白同ras蛋白具有同源性，同属于ras超家族（ras
superfamily）。哺乳动物G蛋白中属ras超家族约有50多个成员，根据它们序列同源性相近程度又可以分为Ras、Rho和Rab三个主要的亚家族。
Ras超家族主要有Ras、Rho、Rab、Arf以及Ran (Ras-related nuclear
protein)家族。哺乳类RaS家族包括Ras(Ha一Ras，Ki一Ras，N一Ras)、RaP(RaPIA，RaPIB，RaPZA，RaPZB，RaPZC)、Ral(Rall，RalZ)、R一Ras(R一Ras，R一RasZ/TCZI，R一Ras3/M一Ras)、Rhe、Rin和Rit。
Rap2与Rap1同属于Ras超家族，小分子量GTP结合蛋白的Rap亚家族,
Rap2的氨基酸序列与Rap1具有60%的同源性,推测二者可能具有相似的信号途径和相近的生物学功能,包括细胞的增殖、分化、粘附和细胞骨架重排。然而,Rap2位于效应因子结构域的第39位的苯丙氨酸不同于Rap1及Ras的丝氨酸,这个关键差异表明其可能通过特异的下游信号分子调控独特的生物学功能。随着Rap2特异效应因子的不断发现,Rap2特异的信号通路及功能受到了更多的关注,Rap2具有多样的生物学功能,除调控细胞粘附及细胞骨架动态组装外、Rap2调节中枢神经突触的可塑性以及非洲爪蟾发育中背腹轴特化。此外,也有报道显示Rap2的表达增强与多种肿瘤的形成具有相关性。
小G蛋白ARL家族成员ARL2参与细胞内微管组装的调控。此外，ARL2通过与效应蛋白BART的结合，维持STAT3在细胞核内的定位，并参与线粒体ATP/ADP通道的调控。丁建平课题组博士生张天龙等运用结构生物学的方法解析了ARL2-GTP-BART复合物的晶体结构，发现ARL2以一种新的方式识别和结合BART，并进一步运用生物化学和分子生物学方法对ARL2-BART之间的相互作用进行了验证。目前发现的ARL家族其他成员通过开关区域与效应蛋白相互作用，其N端α螺旋通过脂酰修饰定位在高尔基体膜上、不参与效应蛋白的结合。而ARL2除了通过其开关区域识别BART外，还利用N端α螺旋识别和结合BART表面的一疏水口袋，以增强对效应蛋白的特异性识别和结合、从而精确调控下游信号通路。这种作用方式在小G蛋白与效应蛋白相互作用研究中是首次被发现。这一研究成果对进一步研究ARL家族成员的结构与功能的关系，阐释ARL家族成员之间、以及与其它小G蛋白的功能差异的分子基础具有重要意义。
&&& Ras (Rat
sarcoma) 蛋白，Harrey 和 Kirfen
鼠肉瘤病毒的蛋白称H-ras，K-ras，人神经母细胞瘤上发现N-ras。
Ras蛋白是一种小G蛋白，RAS信号途径是一种很常见的细胞分子信号传导途径。
受体酪氨酸激酶（RPTK）结合信号分子，形成二聚体，并发生自磷酸化而活化，活化的RPTK激活RAS，由活化的RAS引起蛋白激酶的磷酸化级联反应。
Ras本身的GTP酶活性不强，需要GTP酶活化蛋白（GAP）的参与，使Ras结合的GTP水解而失活，GAP具有SH2结构域可直接与活化的受体结合。
Ras蛋白与Raf的N端结构域结合并使其激活，Raf是丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶（又称MAPKKK）
活化的Raf结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK，使其活化。
MAPKK又使MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使之激活。
MAPK为有丝分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein
kinase，MAPK），属丝氨酸/苏氨酸残激酶。活化的MAPK进入细胞核，可使许多转录因子活化，如将Elk-1激活，促进c-fos，c-jun的表达。
RPTK-Ras信号通路可概括如下：
配体→RPTK→adaptor→GEF→Ras→Raf（MAPKKK）→MAPKK→MAPK→进入细胞核→转录因子→基因表达。
Ras最常见的是Ras的激活型突变。Ras蛋白要释放GDP，结合GTP的才能激活，GDP的释放需要鸟苷酸交换因子（GEF，如Sos）参与；Sos有SH3结构域，但没有SH2结构域，因此不能直接和受体结合，需要接头蛋白（如Grb2）的连接，接头蛋白通过SH2与受体的磷酸酪氨酸残基结合，再通过SH3与Sos结合，Sos与膜上的Ras接触，从而活化Ras。在肿瘤中最常发现的Ras突变是第十二位甘氨酸，十三位甘氨酸或六十一位谷氨酰胺为其他氨基酸残基所取代。导致Ras自身的GTP酶活性下降，使得RasGTP不能变成RasGDP，而始终处于GTP结合的状态，造成Ras-Raf-MEK-ERK通路过度激活，从而导致细胞的过度增殖与肿瘤的发生。
研究表明，ras基因编码的Ras蛋白不仅直接参与细胞内的信号转导途径，而且影响到其他细胞信号转导途径，是信号转导的重要组织者。
激活蛋白激酶MAPK通路
ras基因编码的小GTP结合蛋白―Ras，是调节细胞生长的重要转导蛋白，有两种翻译后修饰方式：一是Ras
的C端CAAX模体半胱氨酸的法尼基化（15碳的异戊二烯基），Ras在胞质中法尼基化后结合到内质网，如酵母菌和哺乳动物，内质网具有多种酶催化水解AAX残基，然后C端羧基甲基化，CAAX
模体的修饰使Ras
C端具有疏水性。二是N/HRas的半胱氨酸的S酰基化，长链的S酰基取代基使Ras具有疏水性。这两种方式都促使Ras锚定细胞膜上，以N乙酰S顺-法尼基半胱氨酸抑制羧基甲酰基转移酶，则可抑制Ras锚定于细胞膜。
细胞膜是Ras与上游衔接蛋白和鸟苷酸交换因子作用的部位，也是与下游底物作用部位。
Raf1是分子量为70~74KD的丝/苏氨酸蛋白激酶，RasGTP
在胞外不能激活Raf1，在胞内与Raf1的氨基端作用，介导Raf1锚定细胞膜与胞质层作用，暴露其激酶活性而被激活。Leevers等在Raf1羧基端增加Ras的CAAX模体和富碱区，形成嵌合蛋白Raf的CAAX，则可不依赖
Ras而锚定于细胞膜并激活。
Ras和Raf1的结合区位于Raf1的Ras结合区（51~131氨基酸残基）与Ras的效应功能区（32~40氨基酸残基）、Raf1的富含半胱氨酸区与Ras的激活区（26~31）和41~48氨基酸残基，Ras31位谷氨酸被替换则影响Ras和Raf1的结合以及Raf1的激活。
为MAPK激酶（MAPKK）激酶，其活性位于羧基端，Raf1磷酸化并活化MAPKK。MAPKK在哺乳动物细胞中有多种异构体，起活性调节包括上游的Raf家族和MAPKK激酶，MAPKK通过双位点的丝/苏氨酸和酪氨酸磷酸化，MAPK使之活化，活化的MAPK可被双位点任一残基去磷酸化而失活，MAPK通路在细胞应答各种细胞外信号过程中发挥重要作用。参与细胞的增殖和分化压力应答和发动凋亡。细胞因子诱导Raf1磷酸化活化激活MAPK激酶1/2然后磷酸化。MAPK1/2催化域活性袢内的丝/苏氨酸基序。Ge等发现MAPK与无催化活性的脚架蛋白的转化因子活化蛋白激酶/结合蛋白1（TAB1）结合，引起自磷酸化激活TAK1-TAB1-TAB2复合物，通过TRAF6参与调节核转导因子NFB。
NFB信号通路
NFB是可诱导和广泛表达的转录因子，活化NFB复合物是Rel多肽家族的不同形式二聚体组合，包括p50(NFB1)、p52(NFB2)、CRel、VRel、Rel(ALPG)和RelB。NFB抑制子蛋白有3种异构体，其中IKBα为强的负反馈调节因子，使NFB应答快速关闭，而IKBβ和IKBα功能是降低系统的摆动能力和稳定NFB对长期刺激的应答。
NFB参与肿瘤发生的机制有以下两种方式：一是通过调节血管内皮生长因子和IL8，参与肿瘤侵袭性和血管形成通过，诱导趋化因子受体CXCR4促进乳腺癌细胞转移。Ras
具有诱导细胞调亡的作用，而NFB可以抑制这一作用，从而促进肿瘤生长，如Mayo等发现阻断NFB信号能抑制裸鼠腹腔接种的人卵巢细胞血管形成，为此提供了证据。二是通过激活抗凋亡蛋白基因如BclXL和细胞凋亡抑制因子阻断凋亡，诱导肿瘤耐药，目前临床上常用的许多药物多是针对NFB抑制Ras诱导细胞调亡机制发挥作用，如诱导胰腺癌对健择耐药和Ras触发细胞生长周期阻滞，NFB及Ras表达抑制皮肤增殖等。
转化生长因子β（TGFβ）信号通路
TGFβ信号通过细胞表面的丝/苏氨酸受体TβR，传输到特殊的细胞内递质Smad蛋白，在正常细胞中起抑制细胞增殖作用。
Kim发现TGFβ触发Elf(Ers家族成员)磷酸化与Smad3和Smad4结合。mElf3在激活mTβRⅡ启动子中起重要作用。Smad蛋白激活后移位入细胞核活化基因表达，在生长分化、血管重塑和细胞特化中起重要作用。
通路中TGFβ受体Ⅰ、Ⅱ、Smad2、Smad4功能失活引起TGF13生长，抑制应答功能丧失，在肿瘤形成中起重要作用，TGFβ的作用还受到MEK/Erk/SKP2的影响。TGFβ被认为是前列腺癌形成的致瘤开关，TGFβ的作用可以通过多种途径发挥，其中就包括ras信号转导途径，比如Park等发现TGFβ激活RasRafMAPK级联并参与AP1依赖方式诱导IL-6生成致瘤。
迄今为止的研究从不同层次为ras作用的细胞信号转导途径进行了探讨。虽已有一些进展，但有许多问题尚未解决。由于Ras为致癌基因，其细胞信号传导途径的进一步探讨，将有助于人们以后针对ras基因相关的肿瘤治疗的研究。
&Ras-MAPK信号途径
　　1 Ras上游通路
　　Ras能被复杂的网络激活.首先,被磷酸化激活的受体如PDGFR,EGFR直接结合受体结合蛋白(Grb2),
这些受体也可以间接结合并磷酸化含有src同源区2(SH2)结构域的蛋白质(例如Shc,Syp)后,再激活Grb2.第二,　Grb2的src同源区3(SH3)结构域与靶蛋白如mSos1,mSos2,C3G及发动蛋白(dynamin)结合.C3G与连接蛋白Crk的SH3结构域结合后耦联酪氨酸磷酸化而激活Ras.
　　Crk也能结合mSos1激活Ras.Grb2与激活的受体结合促进鸟苷酸交换因子(Sos)蛋白定位在与Ras相邻的细胞膜上.这样,Sos与Ras形成复合体,GTP取代GDP与Ras结合后,Ras被激活,当GTP水解成GDP后Ras失活.Ras具有内在GTPase活性,它的活性可被RasGAPs调节,因而Ras
GAPs扮演Ras活性调节剂的角色.另外,Ras失活也受到高度调节.目前,有三种蛋白质能水解GTP使Ras失活,它们分别是P120
GAP,neuro fibromin和GAP1m,统称为Ras GAPs.
　　2 Ras下游通路
　　2.1 Ras/Raf通路
至今,Ras/Raf通路是最明确的信号转导通路.当GTP取代GDP与Ras结合,Ras被激活后,再激活丝苏氨酸激酶级联放大效应,招集细胞浆内Raf1丝/苏氨酸激酶至细胞膜上,Raf激酶磷酸化MAPK激酶(MAPKK),MAPKK激活MAPK.MAPK被激活后,转至细胞核内,直接激活转录因子.另外,MAPK刺激Fos,Jun转录因子形成转录因子AP1,该因子与myc基因旁的特异的DNA序列结合,从而启动转录.
myc基因产物也是转录因子,它能激活其他基因.最终,这些信号集中起来诱导D型Cyclin的表达和活性.D型Cyclin与Cyclin依赖性激酶(如CDK
6)形成复合体,该复合体的形成促使细胞从G1期进入S期.因此,Ras/Raf通路在受体信号和G1期进展之间起着关键作用.
然而,Ras/Raf通路不是调控G1期进展的惟一通路.Ras与Raf单独结合不能促进Raf激酶活性,同时,Raf能被不依赖Ras的机制所激活(例如能被酪氨酸激酶和PKC所激活),MAPK也能被不依赖Ras机制(如通过调节整合素的活性)所激活.表明级联反应每一个信号蛋白质都能被多个上游蛋白质所激活,而它们也可能有另外的靶蛋白.
另一个重要的Ras通路效应物是Cyclin依赖性激酶抑制剂P21 Waf1/cip1,它被Ras所诱导,抑制Cdk-Cyclin
E和Cdk-Cyclin A复合体的活性,从而阻断DNA的合成.
　　2.2 Rho/Rac通路
Rho家族蛋白质是小G蛋白的Ras超家族成员,其氨基酸序列大约有30%与Ras蛋白相同,三个主要的Rho蛋白是Cdc42,Rho,Rac.Cdc42刺激Rac,Rac接下来刺激Rho.然而,这个直线模型对于精确的信号
　　转导通路来说过于简单,因为有证据显示交叉联系存在,例如Cdc42不通过Rac能影响Rho的活性.下游靶点Rho激酶α的激活,导致肌动蛋白的重新构建和P21激活的丝苏氨基酸激酶参与应力纤维的分解.最后Rac和Cdc42利用　MAPK传递信号至核内,Rho通过刺激Src和fos启动子达到转录调节的作用.另外,Rac和Cdc42激活JunN端激酶,该酶结合Jun,EIk1和ATF2等转录因子,这就是Rho在细胞癌变过程中起重要作用的可能机制.另一个重要Rho下游靶点是P21
Waf1/cip1.Rho抑制P21
Waf1/cip1诱导,有利于Ras驱动细胞进入S期,P21Waf1/cip1阴性细胞不需要Rho进行Ras激活的DNA合成,降低了通过诱导P21
Waf1/cip1在Ras转化过程中的重要性.
Ras信号转导通路
注：IKK：IκB激酶；ELK—l：ETS样蛋白—1；ERK：细胞外信号调节激酶；MEK．．MAPK／ERK激酶；&&&
caspase：半胱氨酸天冬氨酸酶
Ras通路可以有下列成员所构成：
生长因子受体(受体酪氨酸蛋白激酶)一含有SH2结构域的接头蛋白(如Grb2)一鸟嘌呤核苷酸释放因子(如SOS)一Ras蛋白一MAPKKK(如Raf)一MAPKK—MAPK一转录因子一DNA合成。当EGF受体被激活后，由于自身的酪氨酸发生磷酸化，细胞质中的Grb2—SOS复合物便与受体结合，从而把SOS带到细胞膜，对Ras蛋白的鸟嘌呤核苷酸结合状态发挥作用。Ras蛋白结合于细胞膜的内侧面，在非激活状态F，Ras蛋白与GDP结合呈失活状态，SOS蛋白则能促进Ras—GDP释放GDP，并使Ras与GTP结合而转变为Ras—GTP的活化状态，进而激活信号转导途径的下游蛋白。Ras蛋臼具有内在的GTP酶活性，能使GTP降解为GDP而呈失活状态，但其酶活性较低。而GTP酶激活蛋白(GAP)则能促进GTP酶活性，使Ras蛋白水解GTP的速度提高1万倍，因此也是Ras通路的重要调节因素。
另外，活化的Ras能直接结合并激活磷脂酰肌醇—3—激酶(P13K)的P110催化亚基，P13K活化后将二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)转化而生成第二信使三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)，然后通过Rac／Cdc42等来调控细胞骨架运动，以及通过激活生存信号激酶PKB／AKT等靶蛋白来调控细胞生存。
另外，鸟嘌呤解离刺激因子(RalGDS)是一种Ras相关蛋白Ral的GTP／GDP交换因子(guanine exchange
factor，GEF)，RalGDS激活RalA／B相关小GTP酶。RalBP，是一个GTP酶激活蛋白，它能抑制Cdc42和RacGTP酶，然后通过Rac／Cdc42调控激动蛋白细胞骨架的重组及转录因子NF—xB的活化，从而促进抗凋亡蛋白的产生来抑制细胞凋亡。
Ras通过催化其效应底物来调节一系列与细胞生长、分化、凋亡有关的重要功能，如通过缩短细胞周期来加速细胞生长，通过降低细胞对凋亡信号的敏感性来延长寿命以及诱导细胞发生转化等。此外，Ras还可通过细胞外信号调节激酶(ERK)等来上调血管生成因子的表达从而促进血管生成，或通过ERK介导的基质金属蛋白酶的表达及Rac介导的细胞骨架运动等来增加肿瘤的侵袭性。Ras—P21如果处于持续结合GTP的活化状态，则可能引起细胞的异常增殖，导致肿瘤的发生。在人类肿瘤的发生中，至少有30％是因为Ras癌基因的激活而引起的。
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细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内感受的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞学的过程。水溶性及前列腺素类（）必须首先与胞膜受体结合，启动细胞内信号转导的，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反应。类&&&&别生物反应作用方式生物信号
细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合，引发细胞内的一系列以及蛋白间相互作用，直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程。现已知道，细胞内存在着多种信号转导和，各种方式和途径间又有多个层次的交叉调控，是细胞信号转导一个十分复杂的系统。
高等所处的环境无时无刻不在变化，上的协调统一要求有一个完善的细胞间相互识别、相互和相互作用的机制，这一机制可以称作(CellCommunication)。在这一系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子上的变化，从而改变细胞内的某些过程，影响细胞的生长，甚至诱导细胞的死亡。
这种针对外源性信号所发生的各种的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞的过程称为信号转导(SignalTransduction)，其最终目的是使在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的。在调节中往往涉及到神经－内分泌系统对在整体水平上的调节，其实质就是机体内一部分细胞发出信号，另一部分细胞接收信号并将其转变为细胞功能上的变化的过程。所以，阐明细胞信号转导的就意味着认清细胞在整个生命过程中的增殖、分化、及死亡等诸方面的表现和调控，进而理解生长、发育和代谢的调控。[1]1．环状受体()
多为受体,构成。受体与结合后变构细胞信号转导，导致通道开放或关闭。引起迅速短暂的效应。
7个跨膜α-螺旋，有100多种，都是单条多肽链糖蛋白，如G蛋白偶联型。
3．单跨膜α-螺旋受体
包括型受体和非酪氨酸蛋白激酶型受体。
（1）型受体这类受体包括受体、受体等。与相应配体结合后，受体二聚化或多聚化，表现酪氨酸蛋白激酶活性，催化受体自身和底物Tyr磷酸化，有之称。
（2）非蛋白激酶型，如生长受体、干扰素受体等，。当受体与配体结合后，可偶联并激活下游不同 的非受体型TPK，传递调节信号。位于胞液或胞核，结合后，受体表现为，可结合DNA，活化及表达。包括、受体等。胞内受体都是单链蛋白，有4个结构区：①②DNA结合区③结合区④绞链区。[1]特点是：①亲和力，②高度特异性，③可性
1．：位于上或细胞内，能活性分子并细胞信号转导与之结合，进而引起生物学效应的特殊，多为镶嵌糖蛋白：胞内受体全部为DNA结合蛋白。受体在细胞信息传递过程中起极为重要的作用。
2．G蛋白：即结合蛋白，是一类位于胞浆面、能与GDP或GTP结合的，由α、β、γ三个组成。以存在并与GDP结合者为非活化型。当α与GTP结合并导致βγ二聚体脱落时则变成活化型，可作用于的不同,通过不同的G蛋白介导影响质膜上某些或酶的活性，继而影响细胞内浓度和后续的学效应。[1]1．G蛋白介导的G蛋白可与可逆性结合。由x和γ组成的异三聚体在与效应器之间起中介作用。小G蛋白只具有G蛋白的，参与细胞内信号转导。与结合后，激活不同G蛋白，有以下几种：（1）环化酶途径通过激活G蛋白不细胞信号转导同亚型，增加或抑制腺苷酸环化酶（AC）活性，调节细胞内cAMP浓度。cAMP可激活（PKA），引起多种靶蛋白，调节细胞。（2）激活上(PLC)，催化质膜二（PIP2），生成三（IP3）和甘油二酯（DG）。IP3促进肌浆网或储存的Ca2+释放。Ca2+可作为启动多种细胞。Ca2+与结合，激活Ca2+/钙调蛋白依赖性或，产生多种学效应。DG与Ca2+能协调活化（PKC）。
2．受体(RTPK)受体酪氨酸蛋白激酶超的共同特征是受体本身具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性，配体主要为。RTPK与肥大和肿瘤的发生关系密切。配体与受体胞外区结合后，受体发生二聚化后自身具备(TPK)活性并催化胞内区残基自身。RTPK的下游信号转导通过多种/的级联激活：（1）激活（MAPK），（2）激活（PKC），（3）激活3激酶（PI3K），从而引发相应的学效应。
3．非此途径的共同是受体本身不具有TPK活性，配体主要是和细胞因子。其调节机制差别很大。如配体与受体结合使受体二聚化后，可通过G蛋白介导激活PLC-β或与胞浆内磷酸化的TPK结合激活PLC-γ，进而引发细胞信号转导。
4．受体（NO）和（CO）可激活鸟苷酸环化酶（GC），增加cGMP生成，cGMP激活G（PKG），靶蛋白发挥学作用。
5．分布于胞浆或核内，本质上都是配体调控的转录因子，均在核内启动信号转导并影响，统称核受体。核受体按其结构和分为和家族。（除外）位于胞浆，与（HSP）结合存在，处于非活化状态。与的结合使HSP与受体解离，暴露DNA结合区。激活的受体二聚化并移入核内，与DNA上的（HRE）相结合或其他转录因子相互作用，增强或的转录。甲状腺素类受体位于核内，不与HSP结合，配体与受体结合后，激活受体并以HRE调节基因转录。
总之，细胞信息传递包括配体和转导分子。配体主要包括激细胞信号转导素细胞因子和等。包括和胞内受体。转导分子包括小分子转导体和大分子及。包括七个跨膜受体和单个跨膜α螺旋受体，前一种膜受体介导的信息包括PKA途径，PKC途径，Ca和依赖性途径和PKG途径，分子如cAMP、DG、IP3、Ca、cGMP等参与这些途径的信息传递。后一种膜受体介导TPK—Ras—MAPK和JAKSTAT途径等。胞内受体的配体是、D3、甲状腺素和维甲酸等，胞内受体属于可诱导性的转录因子，与配体结合后产生转录因子活性而促进转录。通过细胞信息把细胞外的信号传递到细胞内或，产生许多学效应如的开放或关闭和离子浓度的改变的改变和物质代谢的变化基因表达的改变和对、发育、和增值的影响等。[1]细胞凋亡是一个主动的信号依赖过程，可由许多因素诱导，如照射、缺血缺氧、感染、药物及毒素等。这些因素大多可通过激活而触发细胞凋亡机制。存在于。属于坏死因子，它们与相应的配体或抗体结合而活化后，其胞浆区即可与一些信号转导蛋白结合，其中重要的是含有的胞浆蛋白。它们通过一方面与相连，另一方面与下游的capase结合，使表面的死亡信号传递到细胞内。
capase蛋白酶作为的执行者，它们活化后进一步剪切底物，如多聚（ADP-）（PARP）该酶与DNA修复及基因完整性监护有关，PARP被剪切后，失去正常的，使受其抑制的活性增高，裂解间的DNA，最终引起细胞凋亡。这个过程可概括为：受体含有的胞浆蛋白—capase蛋白酶—PARP——。不同种类的细胞在接受不同的细胞外刺激后引起凋亡的学改变是保守的，但是它们并不是遵循同一种固定的或有规律的模式进行，而是通过各自的来传递胞膜上的死亡。[1]细胞出现故障导致癌症
有2项新的研究对助长正常细胞转变为2种最致命的基因组的变异进行了描述，它们是多形性胶质母细胞瘤（这是最常见类型的脑癌）和。尽管每种癌症类型的基因组变异每个肿瘤都有所不同，但这2项研究披露了一个核心组的细胞和调节过程出现了，从而导致了疾病的发生。 在第一项研究中，D.WilliamsParsons及其同事对来自22个人类胶质母细胞瘤样本的2万多个编码的序列进行了分析，以期发现可能的。另外，他们还观察那些有着肿瘤特异性变化的以及被拷贝基因的数量。他们发现了多种的影响基因的变异，而这些变异从前并没有与这些肿瘤挂上钩。有一种叫做IDH1的基因容易在所谓的“继发性胶质母细胞瘤”中发生变异，这种继发性胶质母细胞瘤起源于低度恶性的肿瘤，同时也出现于较年轻的病人中。在这一小型的研究中，病人的肿瘤如果有IDH1变异的话会有较长的生存时间，这表明IDH1基因是一种可用于筛选和治疗的有用的临床标记，尽管这些结果还需要在一个更大的实验分析中得到证实。在第2项研究中，同一批的科学家对胰腺癌的组成进行了。胰腺癌是一种常常在发现的时候已经处于晚期的癌症，而且对这种癌症的治疗方法十分匮乏。
SianJones及其同事对24例人类胰腺肿瘤的样本应用了相同的基因组策略，他们报道说，有一核心组的12种细胞或调节过程在70-100%的这些肿瘤中都逐一出现了，表明这些通路的中断是胰腺肿瘤发展的重大特征的形成原因。文章的作者得出结论：“治疗研发的最大希望可能是发现以变异通路和过程的生理效应作为标靶的药物，而不是针对它们的个别基因组分的药物。”
美国新技术可直接将信号变为
美国科学家研制出了一套充满科幻色彩的技术－－可以将大脑神经系统产生的转换为声音信号。研究人员借助植入大脑中的已经能够将人意识中出现的单个元音转换为声音。他们认为，今后，这项技术将可以使那些全身瘫痪的人与其他人进行正常交流。
参与试验的志愿者是一位28岁的人，名叫埃里克·拉姆齐。由于受到严重的外伤，他已完全瘫痪长达9年的时间。他只能通过眼神与医生和亲人进行交流。2004年，这为的大脑中被植入了一个电极。通过分析神经细胞的活动模式，科学家们学会了如何区分患者中想到的单个声音。在现阶段的试验中，对单个元音字母的识别已可以达到80%。今后，研究人员还将尝试识别单个的字母，之后是完整的句子。据悉，整个“朗读意识”的过程可在实时状态下进行，这将使得患者的想法更容易被设备所识别。
不过，这并不是科学家们首次开发出类似的技术。芝加哥大学的研究人员便曾研制出过一套名为Audeod，不但可以复原声音，而且还可以帮助患者驱动安装有的轮椅。不过，Audeo只能直接读取那些负责控制肌肉运动的神经纤维产生的信号，这就意味着，他无法帮助那些全身瘫痪的患者。直接从大脑皮层中读取信息的方法以前也曾有人尝试过。例如，有人便曾利用植入大脑中的电极，用意识控制过鼠标和其他一些日常用品的运动。[1]
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