信號通路的研究思路

2020-09-11 牧菌人

一、 概述


       信號通路是指能將細胞外的分子信號經細胞膜傳入細胞內發揮效應的一系列酶促反應通路。這些細胞外的分子信號(稱為配體ligand)包括激素、生長因子、細胞因子、神經遞質以及其它小分子化合物等。
       細胞內的各個信號通路中上游蛋白對下游蛋白活性的調節(包括激活或抑制作用)主要是通過添加或去除磷酸基團,從而改變下游蛋白的立體構象完成的。構成信號通路的主要成員是蛋白激酶和
磷酸酶,它們能夠快速改變和恢復下游蛋白的構象。受體蛋白將細胞外信號轉變為細胞內信號,經信號級聯放大、分散和調節,最終產生一系列綜合性的細胞應答,包括下游基因表達的調節、細胞內酶活性的變化、細胞骨架構型和DNA合成的改變等。這些變化并非都是由一種信號引起的,也可以通過幾種信號的不同組合產生不同的反應。

 

二、 分類


1、 當信號分子是膽固醇等脂質時,它們可以輕易穿過細胞膜,在細胞質內與目的受體相結合;
2、 當信號分子是多肽時,它們只能與細胞膜上的蛋白質等受體結合,這些受體大都是
跨膜蛋白,通過構象變化,將信號從膜外domain傳到膜內的domain,然后再與下一級別受體作用,通過磷酸化
等修飾化激活下一級別通路。


 

三、 信號通路研究策略


1、確定某一效應和參與該效應的信號通路:利用蛋白芯片或PCR芯片等確定該信號通路參與這一效應,以及該通路是處于激活狀態還是抑制狀態(這里的效應既可以是細胞水平,也可以是疾病水平)。
2、 確定通路中關鍵分子的表達水平:可以WB或qPCR檢測相關分子的的變化,包括表達水平,定位變化以及活性變化。
3、確定通路中關鍵分子與該效應的關系:利用突變或干擾關鍵分子,檢測相應的表型,確定該分子與這一效應之間的因果關系;以及后期過表達該關鍵分子做恢復實驗進行驗證。
4、 確定分子之間的作用方式:通過分子共表達、分子互作手段(如IP,GST-Pull down等)、分子共定位、活性、構象等檢測手段,進一步明確分子作用的方式,以及結合的序列、結構域等。

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