6.3: 酵母信号转导

酵母是单细胞生物，但与细菌不同的是，它们是真核生物（具有细胞核的细胞）。酵母中的细胞信号转导与其他真核细胞中的信号转导相似。配体，例如从酵母细胞释放的蛋白质或小分子，附着在细胞表面的受体上。这种结合刺激第二信使激酶激活或灭活进一步调节基因表达的转录因子。许多酵母细胞内信号转导级联反应在人类中具有相似的对应物，使酵母成为研究人类细胞内信号转导的便捷模型。

细胞信号转导和繁殖

酵母使用信号传导进行各种细胞过程，包括繁殖。它们可以在单倍体交配细胞类型（MAT-a 和 MAT-α）之间进行”有性”繁殖。MAT-a 细胞分泌称为信息素的交配信号，这些信号会吸引 MAT-α 细胞，反之亦然。交配信息素与细胞膜上的 G 蛋白偶联受体结合。结合后，G 蛋白启动丝裂原活化蛋白 （MAP） 激酶级联反应。在这个信号转导级联反应中，MAP 激酶蛋白家族的一个成员特异性磷酸化另一种 MAP 激酶，后者磷酸化另一种激酶，依此类推。激酶最终磷酸化转录因子，这些转录因子会改变近 200 个基因的表达，使细胞能够接受交配。这些变化在信息素的方向上产生细胞突起。这个突起被称为 shmoo，它继续遵循信息素浓度梯度，直到细胞与其配偶连接。然后，两个酵母细胞合并形成一个二倍体细胞。

酵母细胞中的群体感应

除了繁殖之外，酵母细胞还使用信号传导进行群体感应（细菌中常见的过程）来监测细胞密度和调节行为。例如，在高细胞密度下，酵母开始分泌群体信号，将单个酵母细胞聚集成菌落。酵母信号转导在人类发病机制和真菌感染中也起着至关重要的作用。