シグナル伝達
シグナル伝達経路(パスウェイ)あるいはそれらからなるネットワークは、代謝マップに似た有向グラフで図示される。ノードがシグナル伝達に関与する分子を、エッジがそれらの間の反応すなわち個別のシグナルを示す。
シグナル分子が細胞膜を透過できないため、シグナル伝達は標的細胞の細胞膜上にある受容体に依存する。
受容体タンパクはシグナル分子の受容によって活性化し、新たな細胞内シグナルを生み出す。細胞内シグナルは一連の反応を惹起し、その最終的な結果が細胞の応答となる。
シグナル分子との結合で活性化し、酵素として働いたり、細胞内酵素と共同作業をしたりする。
細胞膜上の受容体が受けたシグナルは、細胞内シグナル分子:セカンドメッセンジャーを使った巧妙なシグナル伝達システムで伝えられていく。この伝達システム:細胞内シグナル伝達システムには次のような重要な機能がある。
シグナルを変型または変換して、シグナル伝達に適した、応答を引き出せる形の分子にする。
シグナルを受領したところから、応答の生ずるところまでシグナル伝達する。
しばしばシグナルを増幅し、大きな応答を引き起こす。
シグナルを配分し、いくつかの反応系に同時に影響を及ぼす。
シグナルの効果を細胞内外の条件に合わせて調節できる。
このセカンドメッセンジャーにはcGMP,cAMP,カルシウムイオンなどの小分子もあるが、その大部分はタンパク質である。これらのタンパク質の多くは分子スイッチとして機能する;つまり、シグナルを受けると活性化し、シグナル伝達経路のほかのタンパク質を刺激するのである。スイッチタンパクのかなりの部分はリン酸化によってその活性が切り替えられる。
細胞内受容体は3つの系統に分類されている。
リガンドと結合した受容体がホモ二量体を形成して標的遺伝子と結合するもの ステロイドホルモン受容体
リガンドと結合した受容体がヘテロ二量体を形成して標的遺伝子と結合するもの 甲状腺ホルモン受容体(英語版)(TR) レチノイン酸受容体(RAR) ビタミンD受容体(VDR) レチノイドX受容体(英語版)(RXR)
内在性リガンドが不明のもの オーファン受容体