Các chất truyền tin thứ cấp nội bào

Các chất truyền tin thứ cấp là các phân tử nội bào nhỏ có chức năng chuyển tiếp và khuếch đại tín hiệu từ các thụ thể đã được kích hoạt đến các enzyme và các đích khác của tế bào.

Definition

Chất truyền tin thứ cấp là một phân tử tín hiệu nội bào nhỏ có nồng độ thay đổi nhanh chóng để đáp ứng với sự kích hoạt thụ thể và chuyển tiếp tín hiệu đến các protein tác động.

Scope

Chủ đề này bao gồm các chất truyền tin thứ cấp chính, bao gồm AMP vòng, ion canxi, và các sản phẩm phospholipid inositol là inositol trisphosphate và diacylglycerol, cách chúng được tạo ra và loại bỏ, cũng như cách chúng kích hoạt các yếu tố tác động xuôi dòng như protein kinase.

Core questions

• Điều gì làm cho một phân tử trở thành một chất truyền tin thứ cấp tốt?
• AMP vòng được tạo ra như thế nào và nó hoạt động ra sao?
• Canxi đóng vai trò là tín hiệu nội bào đa năng như thế nào?
• Inositol trisphosphate và diacylglycerol phân chia tín hiệu thành hai nhánh như thế nào?

Key theories

Tín hiệu inositol trisphosphate và canxi

Phospholipase C cắt một phospholipid màng thành inositol trisphosphate, chất này giải phóng canxi từ các kho dự trữ nội bào, và diacylglycerol, chất này kích hoạt protein kinase C, liên kết sự kích hoạt thụ thể với hai nhánh nội bào.

Mechanisms

Các thụ thể được kích hoạt kích thích các enzyme làm thay đổi nồng độ chất truyền tin thứ cấp. Adenylyl cyclase tạo ra AMP vòng, chất này kích hoạt protein kinase A; phosphodiesterase phân hủy nó. Phospholipase C cắt lipid màng PIP2 thành inositol trisphosphate, chất này mở các kênh canxi trên các kho dự trữ nội bào, và diacylglycerol, chất này kích hoạt protein kinase C. Bản thân canxi hoạt động thông qua các protein liên kết như calmodulin. Bởi vì các chất truyền tin này nhỏ và có thể khuếch tán, chúng lan truyền và khuếch đại tín hiệu, và việc loại bỏ nhanh chóng của chúng cho phép chấm dứt nhanh chóng.

Clinical relevance

Các chất truyền tin thứ cấp giải thích cách các tế bào chuyển đổi sự kích hoạt thụ thể thành các phản ứng nhanh, được khuếch đại và tổ chức không gian, một khái niệm cốt lõi trong toàn bộ quá trình truyền tín hiệu tế bào. Cách trình bày ở đây mang tính mô tả và không mang tính kê đơn.

History

Việc Sutherland khám phá ra AMP vòng đã giới thiệu khái niệm chất truyền tin thứ cấp; Berridge đã làm sáng tỏ tín hiệu inositol trisphosphate và canxi, và Nishizuka đã xác định protein kinase C là đích của diacylglycerol, từ đó lập bản đồ các hệ thống truyền tin chính.

Key figures

• Earl Sutherland
• Michael Berridge
• Yasutomi Nishizuka

Seminal works

• berridge1993
• alberts2014

Frequently asked questions

Tại sao các chất truyền tin thứ cấp lại quan trọng?

Chúng mang tín hiệu từ thụ thể sâu vào bên trong tế bào, khuếch đại tín hiệu vì một enzyme có thể tạo ra nhiều phân tử truyền tin, và cho phép phản ứng được phối hợp và tắt nhanh chóng.

Canxi hoạt động như một tín hiệu như thế nào?

Các tế bào giữ nồng độ canxi trong tế bào chất rất thấp, vì vậy việc giải phóng có kiểm soát từ các kho dự trữ hoặc đi vào từ bên ngoài tạo ra một sự tăng đột biến mà các protein liên kết như calmodulin phát hiện để kích hoạt các phản ứng.