细胞信号分子

细胞所接收的信号分子(signal molecules)既可以是物理信号(光、热、电流)，也可以是化学信号，但是在生物体问和细胞间的通信中最广泛的信号是化学信号。从化学结构来看细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氩基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等。

信号分子又称为化学信息传递的物质，其中在神经系统则称为神经递质，而在内分泌系统则称为激素，能与受体特异性结合的物质被称为配体，一种配体常有一种或者一种以上的受体。配体分子具有特异性结合另一种细胞表面分子(受体)的能力，并诱导受体分子的立体构象改变，使受体分子在细胞膜一定部位聚集而启动信号转导过程。

信号分子的共同特点是：①特异性(specificity)，只能与特定的受体结合；②高效性(efficiency)，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活(inactivatibility)，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和免于细胞信号途径的过度激活而引起功能异常。

已知的细胞外界信号(如光、电、化学分子)有数百种，大体可分为如下三类。

1．亲水性信号分子

神经递质、细胞因子、生长因子、代谢产物、药物、毒素和水溶性激素等都属于亲水性信号分子(hydrophmc signals)，它们不能穿过靶细胞膜，只能与膜受体或者起受体样作用的蛋白质结合，经信号转换机制．通过胞内信使(如cAMP)或激活膜受体的激酶活性(如受体酪氨酸激酶)，即细胞内一系列以蛋白质构象和功能变化为基础的级联反应来产生细胞的应答反应。所以这类信号分子又称为第一信使(primary messenger)，而cAMP这样的胞内信号分子被称为第二信使。

2．疏水性信号分子

疏水性信号分子(hydrophobic signals)属于脂溶性信号分子，通常为类固醇化合物，如各种类固醇激素和甲状腺素，某些维生素和脂肪酸衍生物(如前列腺素)也是脂溶性物质，可直接弥散透过细胞膜进人靶细胞，与胞内受体(intracellular receptor)结合形成复合物，调节基因表达。

细菌通过产生一种被称为自体诱导物的信号分子来调控某些生理特性的表达．革兰氏阳性细菌一般利用自诱导肽和呋喃酰硼酸二酯作为信号分子，革兰氏阴性细菌通常使用酰化高丝氨酸内酯化合物作为信号分子。它们是微生物群体效应里的关键分子，与菌群数量有关·相当于细菌的语言。细菌群体通过分泌自体诱导物使整个细菌群体步调一致，对细菌的生命活动具有重要意义。

3．气体信号分子

气体信号分子一氧化碳、一氧化氮和硫化氢等在结构上没有极性，可以不需要其他载体的运输而直接穿过细胞质膜，从产生的细胞扩散至邻近细胞，进行信号传导，并产生相应的生理功能。它们都能够激活腺苷酸环化酶(adenylate cyclase，AC)或者鸟昔酸环化酶(guanylate cyclase，GC)，将ATP转变成第二信使分子环腺苷磷酸(cAMP)或环鸟苷磷酸(cGMP)，进而引起细胞的信号应答，发挥舒张血管、抑制平滑肌细胞增殖等生物学效应。

越来越多的证据表明，植物体内的H₂O₂作为信号分子发挥作用，是调节细胞程序性死亡的关键因子，H₂O₂在环境胁迫防御反应中的信号作用也得到证实。同时H₂O₂还影啊和修饰其他第二信使如钙信号的作用，在H₂O₂信号和钙信号之间发生众多的交互作用，共同调节植物对多种胁迫的交互耐性。

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