细胞内第二信使

第二信使是小的细胞内分子，它们将活化受体的信号传递并放大到细胞的酶和其他靶点。

Definition

第二信使是一种小的细胞内信号分子，其浓度响应受体激活而迅速变化，并将信号传递给效应蛋白。

Scope

本主题涵盖主要的第二信使，包括环磷酸腺苷（cAMP）、钙离子以及肌醇磷脂产物肌醇三磷酸和二酰甘油，以及它们的产生和清除方式，以及它们如何激活下游效应器，如蛋白激酶。

Core questions

• 什么使一个分子成为一个好的第二信使？
• 环磷酸腺苷是如何产生和作用的？
• 钙如何作为一种多功能的细胞内信号？
• 肌醇三磷酸和二酰甘油如何将一个信号分成两个分支？

Key theories

肌醇三磷酸和钙信号传导

磷脂酶C将膜磷脂裂解为肌醇三磷酸（从内部储存释放钙）和二酰甘油（激活蛋白激酶C），从而将受体激活与两个细胞内分支偶联。

Mechanisms

活化的受体刺激改变第二信使水平的酶。腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）产生环磷酸腺苷，后者激活蛋白激酶A；磷酸二酯酶（phosphodiesterases）降解它。磷脂酶C（Phospholipase C）将膜脂PIP2裂解为肌醇三磷酸（inositol trisphosphate），后者打开内部储存的钙通道，以及二酰甘油（diacylglycerol），后者激活蛋白激酶C。钙本身通过结合蛋白（如钙调素）发挥作用。由于这些信使小且可扩散，它们能够传播和放大信号，并且它们的快速清除允许信号的快速终止。

Clinical relevance

第二信使解释了细胞如何将受体激活转化为快速、放大和空间组织的反应，这是细胞信号传导的核心概念。这里的处理是描述性的，不具指导性。

History

萨瑟兰（Sutherland）发现环磷酸腺苷引入了第二信使概念；贝里奇（Berridge）阐明了肌醇三磷酸和钙信号传导，西冢（Nishizuka）确定了蛋白激酶C是二酰甘油的靶点，从而绘制了主要的信使系统。

Key figures

• Earl Sutherland
• Michael Berridge
• Yasutomi Nishizuka

Seminal works

• berridge1993
• alberts2014

Frequently asked questions

为什么第二信使很重要？

它们将信号从受体传递到细胞深处，通过一个酶可以产生许多信使分子来放大信号，并使反应得以协调和快速关闭。

钙如何作为信号发挥作用？

细胞将细胞质钙浓度维持在非常低的水平，因此从储存中受控释放或从外部进入会产生急剧上升，结合蛋白（如钙调素）会检测到这种上升以触发反应。