激素受体与信号转导

信号放大

信号放大就是细胞门口的一句耳语如何变成屋内的一声呐喊。一个含量微乎其微的激素分子,最终能改变细胞内数百万分子的行为——就像一根点燃的火柴引发熊熊大火。

放大之所以发生,是因为信号传导是一连串酶的级联,而每个有活性的酶都能作用于下一种酶的许多副本。一个被激活的受体能开启数个G蛋白;每个腺苷酸环化酶生成许多环磷酸腺苷分子;每个蛋白激酶A磷酸化许多底物;而其中每一个又能转化更多。在每一步,受影响的分子数量都成倍增加。

这就是为什么激素能以极低的浓度循环却仍产生巨大的效应——这种敏感性的代价是需要许多受严密调控的步骤。放大信号的同一级联也给细胞提供了众多可以微调、减缓或关闭反应的环节,这对正常调控和药物作用都很重要。

一小阵肾上腺素的涌动能从肝脏动员出大量葡萄糖,因为环磷酸腺苷级联的每一步都把信号放大许多倍。

一个微小的激素信号膨胀为巨大的细胞反应。

放大有助于解释为什么激素在纳摩尔到皮摩尔的浓度下起作用——远低于营养物质或离子——却仍能施加强大的、遍及全身的调控。