Protein truyền tín hiệu nội bào và phân tử Adaptor
Protein truyền tín hiệu nội bào và phân tử adaptor tạo thành bộ máy chuyển tiếp thông tin từ các thụ thể bề mặt tế bào đã được kích hoạt đến các yếu tố tác động bên trong tế bào. Lĩnh vực này nhóm các công tắc phân tử, hệ thống truyền tin thứ cấp lipid, các miền tương tác mô-đun, và các protein khung và adaptor tổ chức quá trình truyền tín hiệu thành các con đường có trật tự, được điều hòa.
Definition
Protein truyền tín hiệu nội bào là các phân tử trong tế bào chất và liên kết màng truyền, khuếch đại và tích hợp tín hiệu từ các thụ thể; phân tử adaptor là các protein không có hoạt tính xúc tác liên kết các đối tác tín hiệu thông qua các miền tương tác mô-đun mà bản thân chúng không xúc tác một phản ứng nào.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc đến bốn họ thành phần chuyển tiếp nội bào: công tắc GTPase nhỏ, tín hiệu lipid phosphatidylinositol, các miền tương tác protein mô-đun làm trung gian cho tính đặc hiệu, và các protein khung và adaptor lắp ráp các phức hợp tín hiệu. Đây là một cái nhìn tổng quan có tính tổ chức; các cơ chế chi tiết nằm trong các mục chủ đề bên dưới.
Sub-topics
Core questions
- Tín hiệu thụ thể được chuyển đổi thành thay đổi sinh hóa nội bào như thế nào?
- Điều gì mang lại cho các con đường truyền tín hiệu tính đặc hiệu và định hướng của chúng?
- Các công tắc phân tử và khung định hình thời gian và vị trí của tín hiệu như thế nào?
Key concepts
- Chu trình công tắc phân tử (GTPase)
- Chất truyền tin thứ cấp và tín hiệu lipid
- Các miền tương tác protein mô-đun
- Protein khung và adaptor
- Khuếch đại và tích hợp tín hiệu
- Tổ chức không gian và thời gian của tín hiệu
Mechanisms
Sau khi một thụ thể được kích hoạt, tín hiệu lan truyền qua một số cơ chế lặp lại. Các protein công tắc gắn guanine-nucleotide chuyển đổi giữa trạng thái hoạt động (liên kết GTP) và không hoạt động (liên kết GDP) và hoạt động như bộ đếm thời gian nhị phân và bộ khuếch đại (Vetter & Wittinghofer, 2001). Các miền tương tác mô-đun như miền SH2, SH3 và PH nhận diện các gốc phốt pho hóa hoặc lipid màng cụ thể và do đó định tuyến tín hiệu đến các đối tác chính xác (Pawson & Nash, 2003). Các protein adaptor và khung, thường thiếu hoạt tính xúc tác, liên kết vật lý các enzyme và cơ chất để các phản ứng xảy ra đúng nơi và đúng thời điểm, kiểm soát tổ chức không gian và thời gian của con đường (Scott & Pawson, 2009). Các receptor tyrosine kinase minh họa cách các yếu tố này kết hợp để khởi động và định hình một phản ứng nội bào (Lemmon & Schlessinger, 2010).
Clinical relevance
Nhiều thành phần trong lĩnh vực này là trung tâm của quá trình tăng trưởng, biệt hóa và tín hiệu sống sót, và sự rối loạn điều hòa của chúng được nghiên cứu trong ung thư và các bệnh khác. Mục này mô tả logic phân tử của các chuyển tiếp này như kiến thức tham khảo; nó không cung cấp hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.
Evidence & guidelines
Lĩnh vực này dựa trên tài liệu sinh học tế bào phân tử và cấu trúc hơn là các hướng dẫn lâm sàng; các bài đánh giá được trích dẫn và tài liệu giáo khoa tiêu chuẩn (Alberts et al., 2015) tóm tắt các cơ chế đồng thuận.
History
Sự hiểu biết về các chuyển tiếp nội bào đã phát triển từ việc khám phá các chất truyền tin thứ cấp vào giữa thế kỷ XX, thông qua việc xác định các protein công tắc gắn GTP và protein-tyrosine kinase, đến việc công nhận vào những năm 1990 và 2000 rằng các miền tương tác mô-đun và khung tổ chức tín hiệu thành các phức hợp xác định (Pawson & Nash, 2003).
Key figures
- Tony Pawson
- Alfred Wittinghofer
- John D. Scott
- Joseph Schlessinger
Related topics
Seminal works
- vetter-2001
- pawson-2003
- scott-2009
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa enzyme truyền tín hiệu và phân tử adaptor là gì?
- Một enzyme truyền tín hiệu xúc tác một phản ứng sinh hóa (ví dụ như phosphoryl hóa), trong khi một phân tử adaptor không có hoạt tính xúc tác mà thay vào đó sử dụng các miền tương tác để liên kết vật lý các đối tác truyền tín hiệu.
- Tại sao các protein truyền tín hiệu nội bào được tổ chức thành các họ?
- Việc nhóm chúng theo chức năng chung — công tắc phân tử, tín hiệu lipid, miền tương tác và khung — phản ánh các cơ chế lặp lại mang lại cho các con đường tính đặc hiệu, khuếch đại và kiểm soát không gian.