1。信号受信:
- 結合タンパク質は、細胞の細胞膜上にあり、特定の外部シグナルの受容体として作用します。これらのシグナルは、ホルモン、神経伝達物質、成長因子、またはその他の分子です。
- シグナル伝達分子がその特定の受容体タンパク質に結合すると、受容体に立体構造変化を引き起こします。この変更により、信号変換プロセスが開始されます。
2。信号変換:
- 受容体タンパク質の立体構造の変化は、物理的に関連するか、近くに存在する他のタンパク質の活性化につながります。これらのタンパク質は、Gタンパク質(グアニンヌクレオチド結合タンパク質)と呼ばれます。
-Gタンパク質は、グアノシン三リン酸(GTP)を結合および加水分解することにより、シグナルトランスデューサーとして作用します。この加水分解は、信号を増幅する細胞内イベントのカスケードを引き起こします。
3。 2番目のメッセンジャー:
- Gタンパク質の活性化は、細胞内で急速に拡散できる小分子である2番目のメッセンジャーの産生につながります。
- 一般的な2番目のメッセンジャーには、カルシウムイオン(Ca2+)、環状アデノシン単リン酸(CAMP)、およびイノシトール1,4,5-三リン酸(IP3)が含まれます。これらの分子は、下流のシグナル伝達経路を活性化できます。
4。酵素の活性化と細胞応答:
- 2番目のメッセンジャーは、細胞内の特定の酵素に結合して活性化できます。これらの酵素は、遺伝子発現、タンパク質合成、細胞代謝の変化など、さまざまな細胞反応を引き起こす生化学反応を触媒します。
- たとえば、cAMPシグナル伝達経路の場合、Gタンパク質によるアデニリルシクラーゼの活性化はcAMPの生産につながります。その後、cAMPはプロテインキナーゼA(PKA)を活性化し、さまざまな標的タンパク質をリン酸化し、それらの活性を調節して特定の細胞応答を誘発します。
5。信号終了:
- 過剰または長期のシグナル伝達を防ぐために、結合されたタンパク質システムには、信号を終了するための組み込みメカニズムがあります。
- これには、受容体の非活性化、2番目のメッセンジャーの加水分解、またはシグナル伝達経路をオフにする調節タンパク質の作用が含まれます。
全体として、結合されたタンパク質は、細胞シグナル伝達ネットワークの必須成分です。それらは、細胞が外部信号を検出し、シグナル伝達経路を介してそれらを増幅し、細胞が環境に適応して応答できる特定の細胞応答をトリガーできるようにします。