【正文】 經(jīng)元將信號傳遞至大腦的 三叉神經(jīng)中樞 （ TG） ； 皮膚上的這種傳感神經(jīng)元則將信號傳遞至脊錐索的 脊根神經(jīng) 中樞 （ DRG）。 它們可分成三大類： 1 短通道 TRPC； 2 osm9樣通道 TRPV； 3 長通道 TRPM。 在果蠅中 ， TRPC型通道負責視覺 ， TRPV通道負責感應溫度 Pro豐富區(qū) 受體通過信號傳遞控制離子通道 受體通過與 GTP結(jié)合蛋白 偶聯(lián) ， 驅(qū)動離子通道開關 。 受體通過信號傳遞控制離子通道 視覺系統(tǒng)的信號傳遞機制 視網(wǎng)膜桿細胞中的 視紫紅質(zhì) 和視錐細胞中的 視蛋白 （ 顏色敏感 ） 都是光量子的受體 ， 實質(zhì)上真正吸收光量子的分子是 11順 視網(wǎng)膜素 ， 它與受體第七跨膜區(qū)的Lys共價結(jié)合 。 一個光子可激活數(shù)百個 G蛋白分子 ， 一個 G蛋白分子又可 激活 PDE降解許多 cGMP分子，從而完成信號的放大。 后者與離子通道結(jié)合并開啟之 ， Na＋進入細胞 ， K＋流出細胞 。 我們過去無法理解人類辨認和記憶大約 一萬種不同氣味的基本原理 。 這一過程稱為 信號轉(zhuǎn)導 ；信號傳遞的 路線稱為 信號轉(zhuǎn)導途徑 。 胞外區(qū)是配體的結(jié)合位點； 胞內(nèi)區(qū) 是受體自身的 酪氨酸蛋白激酶 活性區(qū) ， 也稱為受體的 順式酶活性 ， 通常這個活性部位由 250個氨基酸組成 。 配體結(jié)合導致單體二聚化 配體連接兩個單體 配體連接導致構(gòu)像改變 激活細胞質(zhì)內(nèi)的蛋白激酶活性 這類受體的特征是：跨膜一次 ， 胞外區(qū)與配體結(jié)合 ， 關鍵序列為WSXWS； 膜內(nèi)區(qū)不含蛋白激酶的功能域 ， 但在近膜處存在著細胞內(nèi)蛋白激酶家族的結(jié)合區(qū)域 。 G蛋白 是一種 GTP/GDP結(jié)合型蛋白 ， 位于受體附近的膜內(nèi)側(cè)上 。 b 細胞質(zhì)中信號轉(zhuǎn)導的基本形式 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子直接穿過胞質(zhì)到達細胞核 有些轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子能直接被配體 受體復合物激活 ，并穿過胞質(zhì)進入細胞核 。此時 ， 信號的載體是磷酸基團 ， 信號傳遞的形式是磷酸化反應或 /和蛋白質(zhì)降解反應 ， 但許多蛋白質(zhì)降解步驟也是受磷酸化反應控制的 。 2C 信號分子的跨膜傳遞 信號轉(zhuǎn)導 在某些信號轉(zhuǎn)導途徑中 ， 由配體 受體相互作用所產(chǎn)生的信號被傳遞到細胞核外側(cè)后 ， 還需要通過下列三種方式進入核內(nèi) ， 進而作用于相關基因的調(diào)控區(qū) ， 促進 靶基因的轉(zhuǎn)錄。 2D G蛋白 信號轉(zhuǎn)導途徑 異源三聚體 GTP/GDP結(jié)合蛋白 （ G蛋白 ） 是一類固定在細胞質(zhì)膜內(nèi)表面上的信號轉(zhuǎn)導子 ， 它聯(lián)結(jié)受體和腳手架因子 ， 構(gòu)成細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導途徑 。 這四大 G蛋白家族能轉(zhuǎn)導數(shù)量眾多的胞外信號分子 。 a G蛋白信號轉(zhuǎn)導途徑的基本特征 G蛋白四大家族的信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡 2D G蛋白 信號轉(zhuǎn)導途徑 b G蛋白信號轉(zhuǎn)導途徑的構(gòu)成與功能 所有的 G蛋白都參與多重信號轉(zhuǎn)導途徑的構(gòu)成和運行 ， 最終將信號傳遞至不同的細胞機器上 ， 形成響應速率和作用強度各不相同的生理效應 。 Gs信號轉(zhuǎn)導途徑 Gs途徑是最早被鑒定的細胞信號轉(zhuǎn)導途徑 ， 許多關鍵的概念 ， 如第二信使 、 蛋白磷酸化 、 信號轉(zhuǎn)導等就是來自于該途徑的研究 。 cAMP有三大功能： （ 1） 直接開啟 CNGC離子通道； （ 2） 激活蛋白激酶 PKA， 后者即可開啟 L型 Ca2+離子通道 ,又可依次激活磷酸化酶激酶 PhosK和糖原磷酸化酶 GlyPhos， 導致糖原降解為葡萄糖； （ 3） 依次激活 GTP/GDP交換因子 EPAC、 GTP酶 Rap1有絲分裂原激活的蛋白激酶的激酶的激酶 BRaf、 有絲分裂原激活的蛋白激酶的激酶 MEK、 有絲分裂原激活的蛋白激酶 MAPK， 后者進入核內(nèi)激活 cAMP應答元件結(jié)合蛋白 CREB， 活化的 CREB再與相關基因的 轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 CRE結(jié)合，促進這些基因的轉(zhuǎn)錄。 在 Gi途徑中 ， Ga亞基和 Gbg復合物均能單獨傳遞信號 。 Gq信號轉(zhuǎn)導途徑 Gq信號轉(zhuǎn)導途徑的主要特征是被 鈣質(zhì)動用激素 激活 ， 并刺激細胞合成第二信使分子 三磷酸肌醇 （ IP3） 和 二?；视?（ DAG） 。 2D G蛋白 信號轉(zhuǎn)導途徑 c Ras信號轉(zhuǎn)導途徑 很多生長因子激活相應的受體后 ， 通過效應分子活化由原癌基因ras編碼的 Ras蛋白 ， 后者又依次激活其下游腳手架因子 ， 最終作用于靶基因的表達 。 Ras蛋白是一類 GTP結(jié)合蛋白 ， 具有與 GTP和 GDP的結(jié)合特性 。 Ras信號轉(zhuǎn)導途徑中的腳手架蛋白 Raf 蛋白 Raf 蛋白是一種蛋白激酶 ，它能最終導致細胞有絲分裂原激活的蛋白激酶 MAPK激活 ， 其激活的方式也是磷酸化 ， 而且 Raf 蛋白本身又是RasGTP復合物的底物 。 這類受體被生長因子激活后 ， 其胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶活性將 自身的酪氨酸磷酸化 ， 同時具備了催化其它蛋白質(zhì)磷酸化的功能 ， 由此引發(fā)有序的級聯(lián)反應 。 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導途徑 大部分的細胞因子受體屬于造血因子受體超家族的成員 ， 與生長因子受體不同 ， 細胞因子受體的胞內(nèi)區(qū)域不具有酪氨酸激酶活性 ， 但其細胞內(nèi)的近膜保守區(qū)能結(jié)合一些 非受體型 的酪氨酸激酶 。 也有人認為該名來源于古希臘門神 Janus， 它具有方向相反的兩張面孔 ， 與此類蛋白激酶 C端的兩個催 化亞基相似，因此又稱 Janus Kinase（ JAK）。 JAK能特異性地結(jié)合在細胞因子受體的胞內(nèi)功能域上 。 在配體信號分子不存在時 ， 作為轉(zhuǎn)錄因子的 STAT蛋白定位于細胞質(zhì)中 ， 并呈無活狀態(tài)；當配體與受體偶聯(lián)后 ， STAT迅速被激活 ， 其分子上的 SH2（ Srchomology） 功能域與受體磷酸化了的酪氨酸殘基特異性結(jié)合 ， 從而靠近受體的胞內(nèi)功能域 。 但是 ， 該信號轉(zhuǎn)導途徑在真菌和植物中至今沒有發(fā)現(xiàn) 。 該元件的相對保守性也反映出不同序列的 GAS對特定的 STAT二聚體具有不同的親合力。 c 干擾素和白介素介導的 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導 途徑 I型干擾素介導的 途徑 該途徑的信號分子為 a干擾素 和 b干擾素 ， 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子為 STAT1STAT2異源二聚體 。 白介素介導的 途徑 該途徑的信號分子為 白介素 6， 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子為 STAT3STAT3同源二聚體 ， 又稱 STAT3途徑 。 所有正負調(diào)控因子的穩(wěn)態(tài)濃度和信號誘導濃度的維持 ， 決定了 JAKSTAT途徑的信號應答反應在一個特定細胞中的作用強度和持續(xù)時間 。 受體降解 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導途徑的負調(diào)控過程常使用普通的機制 ， 如受體 反饋抑制 JAK擁有自己專一性抑制劑 SOCS（ 細胞因子信號轉(zhuǎn)導阻遏因子 ）它能直接結(jié)合并鈍化 JAK。 此外 ，還有一種名叫 激活型 STAT蛋白抑制劑 （ PIAS） 的因子能直接與磷酸化 的 STAT二聚體結(jié)合，從而阻止其對 DNA元件的識別。 a TNF的結(jié)構(gòu)與功能 TNF是一種由激活的巨噬細胞合成的同源三聚體 ， 每個亞基有 157個氨基酸 。 TNF與其受體 TNFR1所介導的信號轉(zhuǎn)導途徑的一個共同特征是 ， TNF能 在細 膜上誘導形成多蛋白信號轉(zhuǎn)導復合物。 NFkB的激活過程依賴于磷酸化控制的泛激素化反應以及 kB抑制劑 （ IkB） 的降解作用 ， 后者在未受刺激的細胞胞質(zhì)中與 NFkB結(jié)合在一起 。 RIP將上述 IKK復合物吸引到的自己身邊 ， 并激活之 ， 該過程通常在 TNF配 信號處理受體后數(shù)分鐘內(nèi)便可完成。 Fas分支途徑的生理功效 Fas又稱為 Apo1或 CD95， 是腫瘤壞死因子受體 （ TNFR） 超家族中的一個含有致死功能域的成員 。這種 FasDISC復合物中含有腳手架蛋白因子 Fas接合型的致死功能域蛋白（ FAD D） 、 蛋白酶 c as pas e 8或caspase10， 能啟動細胞的程序性死亡過程 。 Fas配體 FasL的編碼基因在大多數(shù)細胞中是不轉(zhuǎn)錄的 ， 在少數(shù)細胞中由轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 NFkB、 AP 或 T細胞激活的核內(nèi)因子 （ NFAT） 控制其表達 ， 進而調(diào)控 FasL/Fas介導的生物學效應 （ 如激活誘導型 CD4+T細胞死亡 ） 。 類似地 ， 當細胞內(nèi)缺少 NFkB時 ， TNF誘導的 JNK通路激活強度增大 ， 作用時間延長 ， 而幾個由 NFkB激活的基因表達產(chǎn)物又通過TNF抑制 JNK的激活 。 2G TGF信號轉(zhuǎn)導途徑 轉(zhuǎn)化型生長因子 b（ TGFb） 超家族的第一個成員 ， 分泌型多肽因子 TGFb1， 是在二十多年前發(fā)現(xiàn)的 。與 TGFb家族信號相互作用的細胞表面受體是一種單跨膜的蛋白復合物 ， 含有一個 胞內(nèi)激酶功能域 ， 能使 Thr/Ser殘基磷酸化 。 SMAD可分為三個不同的類別。 輔助型 SMAD 輔助型 SMAD（ CoSmad）只有 Smad4一個成員 。 2G TGF信號轉(zhuǎn)導途徑 脊椎動物擁有七種不同的 I型受體 和五種不同的 II型受體 ，各型中的任何一種受體都能與另一型中的受體混合配對 ， 并響應TGFb 配體家族的信號 。 例如 ， 由受體酪氨酸激酶激活的 MAPK能直接磷酸化 SMAD， 從而修飾 TGF信號轉(zhuǎn)導途徑 。 例如 。 在細胞沒有受到信號分子刺激時 ， 這些蛋白質(zhì)定位在胞質(zhì)內(nèi)；但當響應脂磷酸化作用時 ， 它們便與新形成的磷酸肌醇結(jié)合 ， 并在近質(zhì)膜內(nèi)側(cè)積累 。 p110直接與被激活了的 Ras蛋白 （ 也能被信號分子的直接刺激所誘導 ）作用 ， 更進一步地刺激 PI3K的活性 ， 從而實現(xiàn)信號的放大 。 這一磷酸化作用刺激了 Akt的 催化活性 ， 導致其下游其它蛋白質(zhì)的級聯(lián)磷酸化反應 ， 進而影響細胞生長 、 循環(huán) 、 生存。 GSK3被 Akt磷酸化后 ， 酶活性受到抑制 ， 導致那些在正常情況下被 GSK3阻遏的 途徑重新打開。其中 ， Rac和 ARF6均與肌動蛋白的多聚化的關系 密切。 磷酸酶 PTEN能脫去肌醇環(huán) 3位 上的磷酸基團 ， 形成 磷脂酰肌醇 4,5二磷酸酯 PIP2。 近年來 ，植物中 細胞分裂素 介導的信號轉(zhuǎn)導途徑的研究引起了人 們的重視。 細胞分裂素信號的轉(zhuǎn)導過程 細胞膜上多重組氨酸蛋白激酶 AHK型 受體感應 細胞分裂素 信號 。 2 I 細胞分裂素 信號轉(zhuǎn)導途徑 擬南芥菜 中至少有三個基因編碼細胞分裂素受體： AHK4（ 又稱細胞分裂素響應子 1， CER1， WOL） 、 AHK AHK3。 相對 AHK和 ARR來說 ， APH在擬南芥菜中的種類較少 ， 這說明多 種類似的信號轉(zhuǎn)導途徑可能共享 APH。 2J 信使系統(tǒng)的偶聯(lián)與啟動 細胞外信號分子 ， 包括各種生長因子和細胞因子 ，它們與相應的受體結(jié)合 ， 將信號轉(zhuǎn)入胞內(nèi) ， 這類信號分子稱為 第一信使 。 2J 信使系統(tǒng)的偶聯(lián)與啟動 對基因轉(zhuǎn)錄啟動至關重要的一大批蛋白質(zhì)被裝配成 RNA聚合酶 、一般轉(zhuǎn)錄因子 、 共激活因子 、 共阻遏因子 、 染色質(zhì)重整因子 、 組蛋白乙?；?、 脫乙酰化酶 、 磷酸激酶 、 甲基化酶 ， 這些蛋白質(zhì)存在于所有的真核生物細胞中 ， 并幫助每個 RNA聚合酶 II 分子啟動基因轉(zhuǎn)錄 。 它們協(xié)同共激活因子和轉(zhuǎn)錄機器啟動基因特異性的轉(zhuǎn)錄 ， 因此稱為 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 ， 從某種意義上來說它們是基因表達調(diào)控過程中的 第三信使 。