二聚作用 是蛋白质-蛋白质相互作用的一种形式.在调节信号转导方面,二聚作用一般具有一下作用或功能: 1 接近和定向 :发生二聚作用的蛋白质彼此接近,使得它们可以相互作用.最普通的例子就是下 面将论述的细胞表面受体的二聚作用,它激活了细胞内信号转导通路.不仅如此,受体二聚作用还 能够将与受体结合的蛋白质拉近.比如,有一些激酶与细胞因子受体的胞内域非共价地结合,受体 二聚就激活了它们的磷酸化作用.胰岛素就是一二聚体,以用胰岛素受体信号的激活为例,在与配 体结合前,胰岛素受体的两条链都有不同的,很高的局部浓度;但是,它们都只有低效的体积摩尔浓 度,因此不足以发信号.因此,在结合配体并发信号时,它们之间需要重新定位,这可以通过两条链 在细胞膜上以二硫键连接,形成二聚体来实现.所以,二聚作用既改变了胰岛素受体的局部浓度,又 改变了它们之间的方位. 2 异源二聚的差示调节作用 :二聚蛋白质通常隶属于其成员能够交互二聚的蛋白质家族.如果一 个蛋白质有许多个二聚搭档,则所形成的各种二聚体将会有完全不同的功能.此时,在细胞内这些 蛋白质的相对浓度,和它们之间相互作用的相对强度将决定谁是最主要的二聚体品种,当然,这也 决定了它们产生的生物学的结果将会如何.这就是二聚作用的差示调节. 3 增强专一性 相对于单体而言,二聚作用的结果一般会形成更大的蛋白质相互作用表面。这 就不仅会促进蛋白质-蛋白质,或者蛋白质-DNA 的相互作用,还会使这些相互作用的专一性发 生变化。这体现在:(1)不同种类的异源二聚体,比如,二聚的转录因子与单个亚基相比有更 高的 DNA 结合亲和力,它识别碱基对的专一性大为提高;(2)不同的异源二聚体有完全不同的 DNA 结合专一性,比如,Fos-Jun 异源二聚体的 DNA 结合位点偏爱性与 Atf-Jun 的完全不 同;(3)与增加蛋白质单体的大小相比较,二聚作用是更为有效的增加专一性的方法。例如,在蛋 白质-DNA 相互作用时,简单地将转录因子的大小扩大一倍以增加它与 DNA 的接触,当然可 以增加转录因子对 DNA 上面专一结合位点的亲和力,但是,与此同时也增加了转录因子对非 专一位点的亲和力。这就会对专一性结合造成动力学的障碍。而通过蛋白质二体协同地结合 DNA,可以使它 DNA 识别元件的大小加倍而不需要付出动力学的代价。 4 对单体-二体相互过渡的调节:单体-二体相互过渡本身可能是一个可以调节的过程,它是激活 蛋白质过程的限速步骤。例如,有一些蛋白质专门对钙含量作出反应,此时,它们的构象发生 很大改变并通过形成二聚体而成为活性的复合物。这些蛋白质包括 E-细胞选择蛋白(一种基 质蛋白)和突触结合蛋白。看来,磷酸化调节着 STAT 蛋白和 SMAD 蛋白的寡聚化状态。在 上述所有例子中,蛋白质的单体形式是失活的,而一旦发生二聚作用,立即就被激活了。