一、 概述
信號通路是指能將細(xì)胞外的分子信號經(jīng)細(xì)胞膜傳入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)的一系列酶促反應(yīng)通路。這些細(xì)胞外的分子信號(稱為配體ligand)包括激素、生長因子、細(xì)胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)以及其它小分子化合物等。
細(xì)胞內(nèi)的各個信號通路中上游蛋白對下游蛋白活性的調(diào)節(jié)(包括激活或抑制作用)主要是通過添加或去除磷酸基團,從而改變下游蛋白的立體構(gòu)象完成的。構(gòu)成信號通路的主要成員是蛋白激酶和磷酸酶,它們能夠快速改變和恢復(fù)下游蛋白的構(gòu)象。受體蛋白將細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>細(xì)胞內(nèi)信號,經(jīng)信號級聯(lián)放大、分散和調(diào)節(jié),最終產(chǎn)生一系列綜合性的細(xì)胞應(yīng)答,包括下游基因表達(dá)的調(diào)節(jié)、細(xì)胞內(nèi)酶活性的變化、細(xì)胞骨架構(gòu)型和DNA合成的改變等。這些變化并非都是由一種信號引起的,也可以通過幾種信號的不同組合產(chǎn)生不同的反應(yīng)。
二、 分類
1、 當(dāng)信號分子是膽固醇等脂質(zhì)時,它們可以輕易穿過細(xì)胞膜,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)與目的受體相結(jié)合;
2、 當(dāng)信號分子是多肽時,它們只能與細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)等受體結(jié)合,這些受體大都是跨膜蛋白,通過構(gòu)象變化,將信號從膜外domain傳到膜內(nèi)的domain,然后再與下一級別受體作用,通過磷酸化等修飾化激活下一級別通路。 三、 信號通路研究策略
1、確定某一效應(yīng)和參與該效應(yīng)的信號通路:利用蛋白芯片或PCR芯片等確定該信號通路參與這一效應(yīng),以及該通路是處于激活狀態(tài)還是抑制狀態(tài)(這里的效應(yīng)既可以是細(xì)胞水平,也可以是疾病水平)。
2、 確定通路中關(guān)鍵分子的表達(dá)水平:可以WB或qPCR檢測相關(guān)分子的的變化,包括表達(dá)水平,定位變化以及活性變化。
3、確定通路中關(guān)鍵分子與該效應(yīng)的關(guān)系:利用突變或干擾關(guān)鍵分子,檢測相應(yīng)的表型,確定該分子與這一效應(yīng)之間的因果關(guān)系;以及后期過表達(dá)該關(guān)鍵分子做恢復(fù)實驗進(jìn)行驗證。
4、 確定分子之間的作用方式:通過分子共表達(dá)、分子互作手段(如IP,GST-Pull down等)、分子共定位、活性、構(gòu)象等檢測手段,進(jìn)一步明確分子作用的方式,以及結(jié)合的序列、結(jié)構(gòu)域等。