14.12 : Intracellular Signaling Cascades

一旦配体与受体结合，信号就会通过膜传递到细胞质中。以这种方式传递信号称为信号转导。信号转导仅发生在细胞表面受体上，而细胞表面受体不能与细胞的大多数成分（如 DNA）相互作用。只有内部受体才能直接与细胞核中的 DNA 相互作用以启动蛋白质合成。当配体与其受体结合时，会发生影响受体胞内结构域的构象变化。配体结合后胞外结构域的构象变化可通过受体的膜区域传播，并导致胞内结构域或其相关蛋白的激活。

配体与细胞表面受体结合后，受体细胞内成分的激活会引发一系列事件，称为信号通路或信号级联。在信号通路中，第二信使（酶）和活化蛋白与特定蛋白质相互作用，然后在链式反应中被激活，最终导致细胞环境发生变化，例如新陈代谢或特定基因表达的增加。级联中的事件以一系列方式发生，就像水流如何在河流中流动一样。在某个点之前发生的交互定义为上游事件，该点之后的事件称为下游事件。

信号转导通路很快就会变得非常复杂，因为大多数细胞蛋白可以影响不同的下游事件，具体取决于细胞内的条件。根据两个或多个信号通路之间的相互作用，单个通路可以分支到不同的终点，并且相同的配体通常用于在不同细胞类型中引发不同的信号。这种响应变化是由于不同细胞类型中蛋白质表达的差异。另一个复杂的因素是通路的信号整合，其中来自两个或多个不同细胞表面受体的信号合并以激活细胞中的相同反应。此过程可以确保在单元提交特定响应之前满足多个外部要求。

细胞外信号的作用也可以通过酶级联反应来放大。在信号开始时，单个配体与单个受体结合。然而，受体连接酶的激活可以激活信号级联反应组分的许多拷贝，从而放大信号。

本文改编自 Openstax， 生物学 2e， 第 9.2 节:信号的传播。