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細胞表面受體接受細胞外信號後轉換而來的細胞內信號稱為第二信使。第二信使為第一信使作用於靶細胞后在胞漿內產生的信息分子,第二信使將獲得的信息增強,分化,整合併傳遞給效應器才能發揮特定的生理功能或藥理效應。第二信使包括:環磷腺苷,環磷鳥苷,肌醇磷脂,鈣離子,廿碳烯酸類,一氧化氮等。

1 第二信使 -概述

第二信使細胞內第二信使的產生

 第二信使學說是E.W.薩瑟蘭於1965年首先提出。他認為人體內各種含氮激素(蛋白質、多肽和氨基酸衍生物)都是通過細胞內的環磷酸腺苷(cAMP)而發揮作用的。首次把cAMP叫做第二信使,激素等為第一信使。已知的第二信使種類很少,但卻能轉遞多種細胞外的不同信息,調節大量不同的生理生化過程,這說明細胞內的信號通路具有明顯的通用性。 

細胞表面受體接受細胞外信號後轉換而來的細胞內信號稱為第二信使,而將細胞外的信號稱為  第一信使(first messengers)。  

第二信使第二信使的作用 

第二信使至少有兩個基本特性:  

①是第一信使同其膜受體結合后最早在細胞膜內側或胞漿中出現、僅在細胞內部起作用的信號  

分子;

②能啟動或調節細胞內稍晚出現的反應信號應答。  

第二信使都是小的分子或離子。細胞內有五種最重要的第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二醯甘油 (diacylglycerol,DAG)、1,4,5-三磷酸肌醇(inosositol1,4,5-trisphosphate,IP3)、Ca2+ 等。  第二信使在細胞信號轉導中起重要作用,它們能夠激活級聯繫統中酶的活性,以及非酶蛋白的  活性。

第二信使在細胞內的濃度受第一信使的調節,它可以瞬間升高、且能快速降低,並由此調節細胞內代謝系統的酶活性,控制細胞的生命活動,包括:葡萄糖的攝取和利用、脂肪的儲存和移動以及細胞產物的分泌。第二信使也控制著細胞的增殖、分化和生存,並參與基因轉錄的調節。

2 第二信使 -作用過程

第二信使細胞內的信號級聯放大作用

 細胞對外部信號的應答通常是綜合性反應,包括基因表達的變化、酶活性的變化、細胞骨架構型的變化、通透性的變化、DNA合成的變化、細胞死亡程序的變化等。這些變化並非都是由一種信號引起的,通常要幾種信號結合起來才能產生較複雜的反應,而且通過信號的不同組合產生不同的反應。

細胞在信號應答中的每一種最終表現都是受體接受了一套相關的細胞外信號並作出綜合應答的結果,圖中所示只是推測的簡化模式。

信號級聯放大(signaling cascade)

從細胞表面受體接收外部信號到最後作出綜合性應答,不僅是一個信號轉導過程,更重要的是將信號進行逐步放大的過程。 

細胞表面受體蛋白將細胞外信號轉變為細胞內信號,也就是激活胞內的第二信使,經信號級聯放大、分散和調節產生綜合性的細胞應答。

第二信使(second messengers)由細胞表面受體接受信號後轉換而來的細胞內信號稱為第二信使

第二信使的作用方式 一般有兩種:①直接作用。如Ca能直接與骨骼肌的肌鈣蛋白結合引起肌肉收縮;②間接作用。這是主要的方式,第二信使通過活化蛋白激酶,誘導一系列蛋白質磷酸化,最後引起細胞效應。

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