細胞信號與通訊

訊號轉導(signal transduction)

/ SIG-nul tranz-DUK-shun /

想像一個門鈴。你在門外按下按鈕,可召喚你的聲響卻發生在屋子深處。中間有一根電線傳送電脈衝,再由門鈴把它轉換成聲音。按鈕的按壓動作本身從未真的進到屋裡——進去的是它的'含義',並且一路被傳遞、被從一種形式轉換成另一種形式。訊號轉導就是細胞版的那根電線和門鈴:它把訊息從外表面一路接力送進細胞深處,並沿途把它轉換成行動。

訊號轉導是指在細胞表面接收到的訊號被逐步轉換(轉導)成細胞內部反應的過程。通常把它分成三個階段。接收:配體結合受體。轉導:被激活的受體讓訊息穿過一連串內部分子——蛋白質彼此開啟,被稱為'第二傳訊者'的小分子化學物質把消息擴散出去——而且往往每一步都把前一步放大。反應:接力最終抵達標靶,細胞採取行動,也許開啟一個基因,也許釋放儲存的產物。'轉導'一詞的意思不過是把訊號從一種形式轉換成另一種形式,而這恰恰就是'外側的化學物質'變成'內側的化學連鎖反應'時所發生的事。

訊號轉導之所以重要,是因為這裡才是細胞真正做決策的地方,也是許多環節可能出錯的地方。一條多步驟的通路給了細胞一些位置去放大微弱訊號、同時整合好幾個訊號,並在不再需要時乾淨俐落地把訊息關掉。但每一步同樣是突變可能把接力卡在'開'狀態的地方。許多癌症的成因並不是受體被卡住,而是更下游的某個轉導步驟壞了,表現得彷彿訊號一直在到來。一個常見的誤解是原始配體會一路跑進細胞核;其實它常常根本就沒進入細胞——被接力傳下去的只是它的含義。

當腎上腺素到達一個肝細胞時,它從未進入細胞內部。相反,它的受體激活一個G蛋白,G蛋白開啟一種酵素,讓細胞裡充滿第二傳訊者環磷酸腺苷,環磷酸腺苷又激活一些激酶,最終釋放出儲存的葡萄糖。最初那一個腎上腺素分子,結果釋放出了數以百萬計的葡萄糖分子。

訊號被向內接力並放大;配體本身則停留在細胞外。

原始配體通常根本不進入細胞——被向內接力的只是它的含義,並沿途從一種分子形式轉換成下一種。

又稱
signal transduction pathway信号传递通路