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信号转导系统的特征

作者：上海研吉生物科技有限公司 2011-11-15T00:00 (访问量:5106)

在细胞中有许多生物反应通路，比如物质代谢通路，基因表达通路和DNA复制通路等等，现在又知道还有信号转导通路。这些通路都是由前后相连的生物化学反应所组成，前一个反应的产物可能作为下一个反应的底物或者发动者。那么，它们之间是否有所不同呢？应该说，信号转导通路比代谢通路等通路要复杂得多，它主要表现在：(1)人们可以通过示踪技术检测出代谢底物化学转化的连续步骤，但是不能够直接用这种方法来研究信号转导。因为在信号转导通路中输入信号的化学结构与信号的靶的结构一般是没有关系的。实际上，在信号转导通路中，信号最终控制的是一种反应，或者说是一种响应；(2)与代谢反应等不同，信号的化学结构并不对其下游的过程产生影响。而代谢底物或者基因转录调节因子的构象会影响各自相关通路的进行；(3)与依赖模板的反应，如基因转录和DNA复制不同，在信号转导通路中不存在对全过程的进行和结局起操纵作用的模板；(4)其他通路常常是由线性排列的过程组成，一个反应接着另一个反应地，沿着既定的方向依次进行，直到终止。可以说，它们是直通式的，纵向交流的。而信号转导通路是非线性排列的。实际上，许多信号转导通路可以通过一系列的蛋白质与蛋白质相互作用形成一个网络。可以说，它们是全方位地交流的。所以，我们必需研究和了解信号转导通路的特性，以更好地驾御它们。（一）信号转导通路的一般特性一般而言，信号转导通路有这些特性： 1，信号转导分子存在的暂时性因为打信号只要一下子就够了。比如，特工用手电筒发信号，不能不仃地闪光，否则一定会被抓住。对细胞的刺激也不能持续不断地进行，否则细胞没有时间去思考该如何响应。因此，许多信号蛋白质的半率期都很短，如Fos只有2小时；c-fos 基因表达在刺激后2小时就仃止；junB，erg-1的表达在刺激后14小时仃止；c-jun则在6小时。尽管如此，这些基因产物的作用时间却是很长的。如，c-fos诱导的与AP-1结合的活性可以持续增达6小时以上； 2，信号转导分子活性的可逆性变化被激活的各种信号转导分子在完成任务后又回复钝化状态，准备接受下一波的刺激。它们不会总处在兴奋状态。比如，激酶的磷酸化与去磷酸化，就有磷酸酪氨酸***酶在调节着； 3，信号转导分子激活机制的类同性比如，Fos的激活要其丝氨酸和苏氨酸的磷酸化；JAK激活要其酪氨酸磷酸化。在传递信息后又都要去磷酸化。可见，磷酸化和去磷酸化是绝大多数信号分子可逆地激活的共同机制； 4，信号转导通路的连贯性信号转导通路上的各个反应相互衔接，形成一个级联反应过程，有序地依次进行，直至完成。其间，任何步骤的中断或者出错，都将给细胞，乃至机体带来重大的灾难性后果；

5，作用的一过性与效果的永久性的有机统一一条信号转导通路的总时间有多少？恐怕还难以说清。不过，看来不会很长。因为，编码转录因子的原癌基因的诱导只有几到几十分钟，许多功能基因的被诱导过程也是以小时计算的。这么点时间对整个生命长河来说简直只是一瞬间而已。但是，刺激经由信号转导通路所造成细胞增殖、分裂、分化、成熟、恶变、转化，或者自我凋亡等等效果却往往是无可挽回的，甚至是一去不回头的。由此可见，信号转导过程一定受到严格的调节控制。而任何对细胞的不经意刺激，甚至潇洒地抽支烟，好奇地吸口毒品，对细胞，对个体，都可能造成悔之莫及的结果！要小心啊！

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