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[【学科前沿】] 其他细胞表面受体及其功能和信号转导途径

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发表于 2007-7-10 15:39:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
细胞在其生命过程中,接触广泛的细胞外刺激,产生相应的生物学反应。受体的种类各异,细胞生长的调节能被不同的受体超家族所介导,除上述酪氨酸激酶受体及STP外,还有其他许多类型的受体和STP,诸如:
  G蛋白质偶联的受体及其信号转导途径

  G蛋白质偶联的受体是最大的传递信号到细胞内靶分子的细胞表面受体家族,它们都是通过鸟嘌呤核苷酸结合蛋白质(简称G蛋白质)的中间作用来转导信号。目前已鉴定1000种以上的这类受体,如许多神经递质、神经肽类和肽类激素的受体,以及嗅觉、视觉和味觉的受体等。最近发现G蛋白质还调节几种参与细胞增生的关键性信号途径。

  G蛋白质是由α、β、γ三个亚单位组成的异源性三聚体。已发现哺乳类基因组编码的17种α、5种β以、12种γ亚单位。α亚单位能结合鸟嘌呤核甘酸,调节G蛋白质的活性。G蛋白质根据α亚单位的序列相似性分成不同类别:Gas、Gai、Gaq和Ga12等亚家族。α亚单位参与细胞生长的调节,并能激活细胞增生和成纤维细胞的转化,故支持α亚单位形成一个新的癌基因类型。β、γ亚单位正常时形成一个复合物,在G蛋白质偶联受体的生理活性中起作用,但不能激活细胞增生和转化。在静止状态时,α亚单位与β、γ亚单位形成复合体,并结合鸟苷二磷酸(GDP)。当受体被合适的配体(如激素)结合时,诱导受体构型改变,并与G蛋白质相互作用,催化结合GDP释放,并与GTP交换(图3-5)。随后,活化GTP结合的α亚单位与β、γ亚单位解离,相应和它们各自的靶分子相互作用,引起细胞内反应。α亚单位(与GDP结合)于是重新与β、γ亚单位结合成异源生三聚体,准备重新与另一个受体分子相互作用而开始新的循环(图3-6)。不同的G蛋白质与不同的受体联系,并通过不同的α或β、γ信号途径调节细胞增生。

  细胞因子受体(cytokine receptors)和非常驻体蛋白质酪氨酸激酶(non-receptor protein tyrosine kinase,NRPTK)

  这类受体并无内在酶活性,而是通过刺激细胞内与受体没有共价联系的蛋白质酪氨酸激酶起作用。属于该细胞因子受体超家族的受体包括大多数细胞因子受体(如白细胞介素-2、红细胞生成素等受体)和有些肽类激素受体(如生长激素受体)。它们的胞质域缺乏催化作用,而是与NRPTK起作用。这类受体也是与配体结合而诱导二聚体化和活化,促使有关的NRPTK交叉磷酸化而被活化,并为下游含SH2域的信号分子提供磷酪氨酸结合位点。与细胞因子受体有关的NRPTK可分为两大家族:(1)Src家族:由Src及8种密切相关的蛋白质组成,在B和T淋巴细胞抗原受体的信号发放中起重要作用;(2)Jak家族:在细胞因子受体与细胞内靶子的酪氨酸磷酸化偶联中起关键作用,是细胞因子受体信号发放所普遍需要的。Jak家族的NRPTK则通过另一条STP途径,即Jak/STAT途径(STAT,信号转导及转录的激活物)。STAT蛋白质是一种含有SH2域的转录因子家族成员,它位于胞质内,在未受刺激的细胞内是无活性的。刺激细胞因子受体导致STAT蛋白质集聚,通过其SH2域结合胞质域内含磷酸酪氨酸的序列,磷酸酪氨酸促使STAT蛋白质二聚体化,并移位到细胞核内,刺激转录其靶基因。因此,Jak/STAT途径提供蛋白质酪氨酸激酶与转录因子之间更直接的联系,由蛋白质酪氨酸激酶的磷酸化直接影响转录因子的定位与功能,并在细胞核内调节基因的表达(图3-7)。

   连接其他酶活性的受体

   虽然绝大多数酶联受体刺激蛋白质酪氨酸的磷酸化,但有些受体却与其他酶的活性相关。这些受体包括:蛋白质酪氨酸磷酸酶,蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶,有鸟苷酸环化酶等。

  蛋白质酪氨酸磷酸酶

  从磷酸酪氨酸残基去除磷酸基,起对抗蛋白质酪氨酸激酶的作用;在细胞STP中,它通过终止蛋白质酪氨酸磷酸化所启动的信号而起阴性调节作用。但也有些蛋白酪氨酸磷酸酶是细胞表面受体,在细胞STP中起阳性作用,如表达于T和B淋巴细甩表面的CD45受体。在抗原刺激后,CD45使一种特殊的能抑制Sre家族成员酶活性的灰酸酪氨酸去磷酸,从而刺激NRPTK。

  蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶

  能使其底物蛋白质上的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化。属于这类受体的有转化生长因子-β(TGF-β)受体,它是一类能控制多种细胞增生和分化的多肽类生长因子,一般起抑制其靶细胞增生的作用。TGF-β受体家族分成两个亚家族:Ⅰ型和Ⅱ型受体(TβR-Ⅰ和TβRⅡ)。TGF-β的生物活性形式为二聚体,它们能把Ⅰ型和Ⅱ型受体连在一起,形成异四聚体而激活信号发放。最近几年的研究已基本阐明TGF-Tβ受体的STP如下:①配体(TGF-β)TβR-Ⅱ;②TβR-Ⅱ联合TβR-Ⅰ;③形成异甲聚体复合物;④TβR-Ⅰ磷酸化后活化;⑤活化的TβR-Ⅰ能使其底物SMAD蛋白质的丝氨酸残基磷酸化而激活;⑥使它与一种辅SMAD蛋白质、Smad4-DPC4联合;⑦形成一复合物移入细胞核;⑧Smad复合物联合DNA结合亚单位;⑨结合靶基因中的细强子而激活转录(图3-8)。

  鸟苷酸环化酶

  有些肽类配体结合以鸟苷酸环化酶为胞质域的受体,它们催化cGMP(环鸟苷酸)的形成。cGMP作为第二信使,由鸟苷酸环化酶从GTP(鸟苷三磷酸)形成,并由磷酸二酯酸降解为GMP。cGMP可以激活依赖它的蛋白质激酶而导生物学反应,如血管扩张及视觉对光感应等。

  近来正形成的概念:上述这些STP之间在分子不平一的相互交谈(cross talk)、容许(permissiveness)和协同(syergism)作用,形成一个全局性的信号肉络来整合不同的STP,产生一人最终的信号输入。这对于细胞的生长有重要的生理学意义,特别是参与细胞增殖、分人和凋亡的关键性STP需要有这样的全局性信息风络来整合调节。
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