结构生物化学/细胞信号通路/RAS
Ras 蛋白是一个基因家族，其功能之一是参与细胞信号转导。它们是控制细胞内信号网络的二元分子开关。然而，它们也可以控制诸如肌动蛋白细胞骨架完整性、增殖、分化、细胞粘附、凋亡和细胞迁移等过程。这些信号也影响细胞生长、分化和细胞存活。
信号从细胞外部发送到细胞核。RAS 基因的突变会导致在没有细胞外信号的情况下，细胞内部信号传递不当。
Ras 是一种鸟嘌呤核苷酸结合蛋白，具有 6 个 β 折叠和 5 个 α 螺旋。Ras 结合镁离子以帮助协调核苷酸结合。换句话说，它是一种 G 蛋白，其中 G 来自蛋白质中的鸟嘌呤。G 蛋白的功能具有“开”和“关”状态，正如预期的那样，它们在这两种不同状态下具有不同的功能和特性。
关闭状态：在“关闭”状态下，Ras 与核苷酸二磷酸鸟苷 (GDP) 结合。
开启状态：在“开启”状态下，Ras 与三磷酸鸟苷 (GTP) 结合。很明显，GTP 比 GDP 多一个磷酸基团，这可以从其名称本身推断出来。
“开启”状态下的额外磷酸盐非常重要，因为它将两个开关区域固定在特定的构型中。当从这种构型中释放出来时，开关区域会放松 - 这会导致构象发生改变，从而导致激活状态。很明显，Ras 的激活和失活是由 GTP 和 DTP 的性质控制的。然而，Ras 可以从 GDP 中分离出来，但只能使用 GEF。GEF 和 GAP 活性之间的平衡决定了 Ras 的鸟嘌呤核苷酸状态，从而调节 Ras 的活性。在 GTP 结合构象中，Ras 对许多效应子具有高亲和力，这些效应子使它能够执行其功能。Ras 可以附着在我们体内细胞的膜上，这非常重要，因为这种结合负责许多途径，这些途径将生长因子受体与参与细胞增殖或分化的下游促有丝分裂效应子相偶联。
Ras 基因最初是在 1960 年代在老鼠中发现的，由美国国立卫生研究院 (NIH) 的 Edward M. Scolnick 及其团队首次鉴定出来，它们是转化性癌基因，负责 Harvey (HRAS 癌基因) 和 Kirsten (KRAS) 肉瘤病毒的致癌活性。因此，这个名字“Rat sarcoma” 就被命名了。1982 年，哈佛大学的 Geoffry M. Cooper、NIH 的 Mariano Barbacid 和 Stuart A. Aaronson 以及麻省理工学院的 Robert Weinberg 在人类癌细胞中发现了转化和激活的人类 RAS 基因。
后来发现了第三个人类 RAS 基因，称为 NRAS。它以其最初在人类神经母细胞瘤细胞中的鉴定而命名为 NRAS。
所有三个人类 RAS 基因都有 188-189 个氨基酸蛋白，分别指定为 H-Ras、N-Ras 以及 K-Ras4a 和 K-Ras4B。K-Ras4a 和 K-Ras4B 来自可变剪接。
RAS 影响细胞生长和分裂。因此，癌症和肿瘤发生就可能出现。激活突变存在于所有人类肿瘤的 20-25% 中，而在某些特定类型的肿瘤中高达 90%。
导致癌症的基因称为**癌基因**。而正常的细胞基因称为原癌基因。当基因改变导致原癌基因的蛋白质产物数量增加或每个蛋白质分子的内在活性增加时，原癌基因就会变成癌基因。将原癌基因转化为癌基因的基因改变分为三类：基因组内 DNA 的移动、原癌基因的扩增以及控制元件或原癌基因本身的点突变。在大多数情况下，癌细胞中经常发现染色体断裂并错误地重新连接，从而将片段从一条染色体转移到另一条染色体。如果易位的原癌基因最终位于一个特别活跃的启动子（或控制元件）附近，它的转录可能会增加，从而使其成为癌基因。许多原癌基因和肿瘤抑制基因编码的蛋白质是细胞信号通路的组成部分。参与此类活性的基因之一是 ras 基因。Ras 基因和 ras 蛋白对很多事情都很重要，但更重要的是调节细胞的生长。正常细胞需要有一个好的 ras 基因才能生长，才能合成新的 DNA，才能正确地进行时间安排，从而不会不受控制地生长。此外，ras 基因几乎存在于所有生物体中。Ras 的突变被认为是导致癌症的主要原因。到目前为止，在所有人类癌症爆发中发现有 20% 到 30% 的 Ras 突变，这是一个相当可观的数字。在未来，监测 Ras 活性可能会预防某些类型的癌症发生。Ras 抑制剂反式法尼基硫代水杨酸 (FTS，沙利瑞西布) 对许多癌细胞系表现出显著的抗癌作用。据信，ras 基因的不适当激活不仅会导致癌症，还会导致其他畸形和疾病。已经证明，该基因的不适当激活在信号转导、增殖和恶性转化中起关键作用。 [1] [2]