6.12: 细胞内信号级联

细胞内信号级联放大来自细胞外的信号，并将其定向到细胞内的预定目标，从而导致转录、翻译、蛋白质修饰、酶激活、细胞代谢、有丝分裂和凋亡。

最基本的信号级联涉及激活第二信使和释放激酶。激酶通过向蛋白质和酶中添加一个磷酸基来激活或去激活它们。磷酸酶去除导致蛋白质失活或活化的磷酸基团。

环腺苷酸 (cAMP)途径是以其第二信使cAMP命名的。当配体与G-偶联蛋白受体结合时，这种途径最常被启动。G蛋白与受体分离，激活腺苷酸环化酶，从ATP合成cAMP。对于每个配体-受体相互作用，产生多个 cAMP 分子放大信号。

cAMP激活蛋白激酶 A (PKA)。PKA是一种具有两个调节亚基和两个活性亚基的四聚体分子。当四个cAMP分子与PKA分子相互作用时，它释放出两个活性亚单位。这些PKA亚单位磷酸化靶蛋白和酶。在基因表达的情况下，PKA激活核内的转录因子CREB。

细胞内信号级联（配体和受体）之前的步骤称为上游事件。在上述例子中，那些在cAMP途径之后的CREB磷酸化被称为下游事件。有许多上游和下游事件，这些途径可以参与其中。

一个更复杂的信号级联是Ras-Raf-MAP激酶途径，它涉及一系列激活其它激酶的序列激酶。在这个途径中，Ras是一种小的GTPase酶，当生长因子与其受体（上游事件）结合时被激活。然后Ras激活Raf- 或MAP激酶(MAP3K)。MAP3K磷酸化，从而激活另一种激酶MAP激酶(MAP2K，也称为MEK)。这种激酶通过磷酸化激活MAP激酶(MAPK，又称ERK)。MAPK迁移到细胞核，在那里它可以磷酸化几个转录因子（下游事件）。其中一个转录因子是c-myc，它启动了myc家族参与细胞增殖和癌症的基因的转录。Ras-Raf-MAP激酶途径利用多种激酶放大生长因子带来的外部信号，比简单的cAMP途径更为复杂。

其他细胞内信号级联，以其第二信使命名，是磷酸肌醇、花生四烯酸和环gGMP系统。

当外部配体与膜中的受体结合时

它触发第二信使

然后激活一系列指导

和放大信号的细胞内

信号级联

环AMP路径就是一个例子

并且使用第二信使环AMP

该途径可以由几种外部配体

如肾上腺素触发

其与跨膜G蛋白偶联受体结合

在受体中产生构象变化 并导致

G蛋白亚基的解偶联

然后刺激腺苷酸环化酶

并且通过使用ATP 合成环AMP

从单个结合受体产生多个分子

从而放大该信号

四个环AMP分子继续激活

两种蛋白激酶A或PKA分子

PKA使许多不同的酶

和其他蛋白质磷酸化

在该实施例中 PKA易位至细胞核

并使CREB磷酸化

CREB是调节基因表达的转录因子

当某些酶如磷酸酶从活化的蛋白质中

除去磷酸基团然后降解时

细胞内级联停止