结构生物化学/细胞信号通路/受体酪氨酸激酶
我们知道，激酶是磷酸化蛋白质的酶。丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸激酶是三种最常见的激酶。特别是，受体酪氨酸激酶（RTK）在细胞周期、细胞迁移、细胞代谢以及许多其他重要的细胞功能中起着重要作用。在动物中，受体酪氨酸激酶是识别亲水配体的膜受体。在植物中，代替酪氨酸激酶，使用了一种被称为植物受体的丝氨酸-苏氨酸激酶。
受体酪氨酸激酶是一种跨膜结构，锚定在膜中。该结构包含细胞外部的配体结合域和细胞内部的激酶域。当接收到信号时，内部域会向酪氨酸添加磷酸基团。配体结合域由两个受体复合物构成，它们在自磷酸化过程中相互磷酸化。RTK通过自磷酸化激活。细胞质中信号的传播被触发。酪氨酸激酶开始磷酸化细胞内靶标。取决于细胞胞质中存在哪些响应蛋白，细胞对信号会有截然不同的反应。
信号通过与磷酸化酪氨酸结合的蛋白质从受体传递到细胞质中。然后，这些结合蛋白会将信号转化为细胞内部的响应。以下是两种常见的可以与磷酸化酪氨酸结合的蛋白质类别
1. 胰岛素受体：胰岛素是控制血糖稳定水平的激素。它通过与 RTK 结合并降低血糖来起作用。当血糖水平升高时，胰岛素响应蛋白在与受体结合时被磷酸化。然后，这种蛋白与额外的蛋白结合，激活糖原合酶酶。糖原合酶可以催化将葡萄糖转化为糖原的反应，使反应速度加快。因此，血糖水平得到维持。
2. 衔接蛋白：这些蛋白充当受体与响应信号的蛋白之间的连接。衔接蛋白功能的一个很好的例子是 Ras 蛋白的激活。衔接蛋白与受体结合。然后，它能够激活 Ras 蛋白，Ras 蛋白参与细胞信号转导。
有丝分裂原通过触发有丝分裂来刺激细胞分裂。它通过启动正常的细胞分裂控制通路来起作用。激酶级联反应（有时称为磷酸化级联反应）可以激活 MAP 激酶。激酶级联反应是一种信号模块，相互磷酸化。在过程的最后，它启动 MAP 激酶（见下图）
在每一步中，一种酶可以作用于许多底物，导致形成许多最终产物。因此，原始信号在每一步中都被放大。这也是激酶级联反应的主要功能。细胞响应取决于 MAP 激酶。
为了最大限度地发挥激酶级联反应的功能，一种被称为支架蛋白的蛋白会将激酶级联反应重新排列成一个蛋白复合物。由于它们的时空组织，每个级联反应的功能都得到了优化。尽管这种排列有助于显著提高级联反应的效果，并允许在不同位置分离信号模块，但这种排列也存在缺点。原始信号的放大减弱了，因为激酶级联反应不能自由移动以结合新的底物。
MAP 激酶组
从哺乳动物中已经获得了六种不同的 MAP 激酶形式。
1. 细胞外信号调节激酶（ERK1、ERK2）- ERK1/2 产生细胞信号中的持久变化。这些信号通常在响应能够刺激细胞生长（生长因子）的蛋白质或类固醇以及也称为肿瘤促进剂的有机化合物佛波酯时被激活。这对人体细胞很重要，因为它调节细胞增殖和细胞分化。
2. c-Jun N 端激酶（JNK），也称为应激激活蛋白激酶（SAPK）。JNK 被细胞因子、某些 GPCR 配体、干扰 DNA 和蛋白质合成的试剂等激活。三个 JNK 基因（1、2、3）是从人类中获得的。对这些基因进行敲除的研究表明，这些激酶与细胞凋亡（导致潜在癌细胞死亡的细胞信号传导）和免疫应答有关。
3. p38 同种型 - 与 JNK 类似，充当类似于其他激酶的信号通路。它们与细胞凋亡（如 JNK）和细胞分化有关。这些同种型响应的某些因素包括细胞因子、应激刺激、紫外线照射、热休克和渗透休克。
4. ERK5（MAPK7）- 进一步执行细胞增殖，并被生长因子和应激刺激激活。已发现这种激酶在心血管发育和神经分化中起关键作用。此外，与 ERK1/2 相比，它具有独特的特性，包括其羧基末端半部分，它具有不同于 ERK1/2 的独特功能。
5. ERK3/4，也称为 MAPK6（ERK3）和 MAPK4（ERK4）- 这些被认为是胞质蛋白，它们结合、转运并最终激活 MK5。此外，ERK3 和 4 的稳定性不同，ERK4 比 ERK3 更稳定。
6. ERK7/8（MAPK15）- 它与其他通路类似，即它被各种条件和分子激活，从而导致信号传导。与 ERK3/4 的相似之处在于，它也包含一个长的 C 末端。
每个受体都必须受到调节，以使细胞正常运作。一个受体的过度激活可能会导致对其他信号的反应受到阻碍。因此，RTK 必须在某个时间点被失活。细胞使用两种机制来失活受体：去磷酸化和内吞作用内化。去磷酸化是磷酸化的逆反应，使信号停止传递。内吞作用内化是指受体被转移到细胞质中以被降解。
1.) 在信号分子结合之前，受体充当称为单体的单个单位。这些单个单体单位中的每一个都具有细胞外配体结合位点、膜中的 α-螺旋、配体结合位点以及具有许多酪氨酸氨基酸的细胞内尾部。单体在与结合到其配体结合位点的信号分子发生反应之前处于非活性状态。
2.) 配体结合位点易于结合各种信号分子，导致两个受体单体协同工作，形成称为二聚体的复合物。这个过程称为二聚化。
3.) 二聚化过程激活了每个单体的酪氨酸激酶区域。这两个酪氨酸激酶都从 ATP 分子中添加一个磷酸基团到另一个单体尾部的酪氨酸上。
4.) 在此过程之后，受体完全被激活，然后被细胞内特定的中继蛋白识别。每种蛋白都与特定的磷酸化酪氨酸结合，导致结构改变，从而激活结合的蛋白。这些激活的蛋白中的每一个都触发一个转导通路，导致所需的细胞反应。 [1]