Wikipedia

Thành viên:Naazulene/Chất truyền tin thứ hai

< Thành viên:Naazulene

Chất truyền tin thứ hai là phân tử tín hiệu nội bào được phóng thích bên trong tế bào để phản hồi với chất truyền tin thứ nhất - một chất tín hiệu ngoại bào. Tín hiệu liên bào, bào gồm cả chất truyền tin thứ nhất và thứ hai được phân loại thành tự tiết, cận tiết, nội tiết và tiếp tiết tùy theo khoảng cách giữa tế bào gửi và nhận. Các chất truyền tin thứ hai kích động một chuỗi các phản ứng bên trong tế bào, từ đó kích hoạt một chức năng tương ứng với tín hiệu, ví dụ như tăng trưởng, tăng sinh, biệt hóa, di cư, sinh tồn, tự chết hoặc khử cực màng.

Chúng là một trong những tác nhân kích thích dòng thác tín hiệu.[1]

Các ví dụ kinh điển của chất truyền tin thứ hai là cAMP, cGMP, inositol triphosphate, diacylglycerol và calcium.[2] Các chất truyền tin thứ nhất là các tác nhân ngoại bào, thường là hormone và chất dẫn truyền thần kinh, ví dụ như epinephrine, hormone sinh trưởng, hay seretonin. Vì các hormone peptide và các neurotransmitter thường là các phân tử kỵ nước, những chất này không thể tự do đi xuyên màng để trực tiếp truyền tín hiệu vào nội bào (ngoại trừ các hormone steroid vì chúng tan trong dầu). Hạn chế trong chức năng này đòi hỏi tế bào có phương thức dẫn truyền tín hiệu từ chất truyền tin thứ nhất sang chất truyền tin thứ hai, để tín hiệu có thể được truyền sâu vào nội bào.[3][4]

Earl Wilbur Sutherland Jr., discovered second messengers, for which he won the 1971 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Sutherland saw that epinephrine would stimulate the liver to convert glycogen to glucose (sugar) in liver cells, but epinephrine alone would not convert glycogen to glucose. He found that epinephrine had to trigger a second messenger, cyclic AMP, for the liver to convert glycogen to glucose.[5] The mechanisms were worked out in detail by Martin Rodbell and Alfred G. Gilman, who won the 1994 Nobel Prize.[6][7]

Secondary messenger systems can be synthesized and activated by enzymes, for example, the cyclases that synthesize cyclic nucleotides, or by opening of ion channels to allow influx of metal ions, for example Ca2+ signaling. These small molecules bind and activate protein kinases, ion channels, and other proteins, thus continuing the signaling cascade.

Phân loại

sửa

Có ba phân loại chất truyền tin thứ hai cơ bản:

  • Phân tử kỵ nước: diacylglycerol, phosphatidylinositols
  • Phân tử ưa nước: cAMP, cGMP, IP3 và Ca2+
  • Chất khí: NO, CO, H2S

Những chất này có các đặc điểm chung sau

  • Chúng có thể được tổng hợp hoặc phóng thích và phân hủy trong một chu trình
  • Một số có thể được chứa trong bào quan và phóng thích khi được gọi
  • Sự tổng hợp / phóng thích của chúng phải mang tính cục bộ để cho phép tế bào giới hạn không gian và thời gian của tín hiệu

Một số cơ chế phổ biến

sửa
 
General Schematic of Second Messenger Mechanism

Có một vài hệ chất truyền tin thứ hai (hệ cAMP, hệ IP3, hệ arachidonic acid) và chúng đều có cơ chế chung.

Trong hầu hết trường hợp, phối tử (ligand) bám vào thụ thể màng. Sự bám này kích hoạt sự thay đổi cấu hình của thụ thể. Cấu hình này làm thay đổi hoạt tính của cụ thể và có thể tạo ra chất truyền tin thứ hai.

Trong trường hợp của thụ thể liên kết protein G (GPCR), sự thay đổi cấu hình làm lộ vị trí bám cho G-protein. Trong con đường nay, G-protein đóng vai trò "chất chuyển đổi". G-protein ở dạng bám với thụ thể có thể nhận một phân tử GDP (guanosine diphosphate) lên tiểu đơn vị alpha. Tiểu đơn vị alpha gắn với GDP tách ra khỏi phần còn lại và đi dọc màng tế bào để tìm một thụ thể khác - gọi là "chất tác động thứ nhất". Chất tác động sơ cấp sau đó thực hiện một phản ứng, phản ứng này tạo nên tín hiệu lan vào nội bào. Tín hiệu này gọi là "chất truyền tin thứ hai", chất truyền tin thứ hay say đó sẽ kích hoạt "chất tác động thứ hai". Chất tác động thứ hai này tạo ra hiệu ứng của tế bào, gọi là "phản hồi".

Calcium ions are one type of second messengers and are responsible for many important physiological functions including muscle contraction, fertilization, and neurotransmitter release. The ions are normally bound or stored in intracellular components (such as the endoplasmic reticulum(ER)) and can be released during signal transduction. The enzyme phospholipase C produces diacylglycerol and inositol trisphosphate, which increases calcium ion permeability into the membrane. Active G-protein open up calcium channels to let calcium ions enter the plasma membrane. The other product of phospholipase C, diacylglycerol, activates protein kinase C, which assists in the activation of cAMP (another second messenger).[cần dẫn nguồn]

Examples

sửa

Bản mẫu:Second messenger system

Second Messengers in the Phosphoinositol Signaling Pathway

sửa
 
The phosphoinositol signaling pathway

IP3, DAG, and Ca2+ are second messengers in the phosphoinositol pathway. The pathway begins with the binding of extracellular primary messengers such as epinephrine, acetylcholine, and hormones AGT, GnRH, GHRH, oxytocin, and TRH, to their respective receptors. Epinephrine binds to the α1 GTPase Protein Coupled Receptor (GPCR) and acetylcholine binds to M1 and M2 GPCR.[8]

Binding of a primary messenger to these receptors results in conformational change of the receptor. The α subunit, with the help of guanine nucleotide exchange factors (GEFS), releases GDP, and binds GTP, resulting in the dissociation of the subunit and subsequent activation.[9] The activated α subunit activates phospholipase C, which hydrolyzes membrane bound phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), resulting in the formation of secondary messengers diacylglycerol (DAG) and inositol-1,4,5-triphosphate (IP3).[10] IP3 binds to calcium pumps on ER, transporting Ca2+, another second messenger, into the cytoplasm.[11][12] Ca2+ ultimately binds to many proteins, activating a cascade of enzymatic pathways.[cần dẫn nguồn]

References

sửa
  1. ^ Kodis EJ, Smindak RJ, Kefauver JM, Heffner DL, Aschenbach KL, Brennan ER, Chan K, Gamage KK, Lambeth PS, Lawler JR, Sikora AK (tháng 5 năm 2001). “First Messengers”. eLS. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. doi:10.1002/9780470015902.a0024167. ISBN 978-0470016176.
  2. ^ Pollard TD, Earnshaw WC, Lippincott-Schwartz J, Johnson G biên tập (1 tháng 1 năm 2017). “Second Messengers”. Cell Biology (ấn bản thứ 3). Elsevier Inc. tr. 443–462. doi:10.1016/B978-0-323-34126-4.00026-8. ISBN 978-0-323-34126-4.
  3. ^ MeSH Second+Messenger+Systems
  4. ^ “Second Messengers”. www.biology-pages.info. Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2018.
  5. ^ Reece J, Campbell N (2002). Biology. San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-6624-2.
  6. ^ “The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994”. NobelPrize.org (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2018.
  7. ^ “The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994”. NobelPrize.org (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2018.
  8. ^ Graham RM, Perez DM, Hwa J, Piascik MT (tháng 5 năm 1996). “α1-Adrenergic receptor subtypes: molecular structure, function, and signaling”. Circulation Research. 78 (5): 737–49. doi:10.1161/01.RES.78.5.737. PMID 8620593.
  9. ^ Wedegaertner PB, Wilson PT, Bourne HR (tháng 1 năm 1995). “Lipid modifications of trimeric G proteins”. The Journal of Biological Chemistry. 270 (2): 503–6. doi:10.1074/jbc.270.2.503. PMID 7822269.
  10. ^ Hughes AR, Putney JW (tháng 3 năm 1990). “Inositol phosphate formation and its relationship to calcium signaling”. Environmental Health Perspectives. 84: 141–7. doi:10.1289/ehp.9084141. PMC 1567643. PMID 2190808.
  11. ^ Yoshida Y, Imai S (tháng 6 năm 1997). “Structure and function of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor”. Japanese Journal of Pharmacology. 74 (2): 125–37. doi:10.1254/jjp.74.125. PMID 9243320.
  12. ^ Purves D, Augustine GL, Fitzpatrick D, Katz LC, LaMantia AS, McNamara JO, Williams SM biên tập (2001). “Chapter 8: Intracellular Signal Transduction: Second Messengers”. Neuroscience (ấn bản thứ 2). Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-742-4.
sửa

Bản mẫu:Cell signaling

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thành_viên:Naazulene/Chất_truyền_tin_thứ_hai&oldid=72093148”