1. Signalmottagning:
– Kopplade proteiner finns på cellens plasmamembran, där de fungerar som receptorer för specifika externa signaler. Dessa signaler kan vara hormoner, neurotransmittorer, tillväxtfaktorer eller andra molekyler.
– När en signalmolekyl binder till sitt specifika receptorprotein orsakar det en konformationsförändring i receptorn. Denna förändring initierar signaltransduktionsprocessen.
2. Signalöverföring:
- Konformationsförändringen i receptorproteinet leder till aktivering av andra proteiner som är fysiskt associerade med det eller finns i närheten. Dessa proteiner kallas G-proteiner (guaninukleotidbindande proteiner).
- G-proteiner fungerar som signalomvandlare genom att binda och hydrolysera guanosintrifosfat (GTP). Denna hydrolys utlöser en kaskad av intracellulära händelser som förstärker signalen.
3. Second Messengers:
- Aktiveringen av G-proteiner leder till produktionen av andra budbärare, som är små molekyler som snabbt kan diffundera in i cellen.
- Vanliga andra budbärare inkluderar kalciumjoner (Ca2+), cykliskt adenosinmonofosfat (cAMP) och inositol 1,4,5-trisfosfat (IP3). Dessa molekyler kan aktivera nedströms signalvägar.
4. Enzymaktivering och cellulärt svar:
- Second messengers kan binda till och aktivera specifika enzymer i cellen. Dessa enzymer katalyserar biokemiska reaktioner som leder till en mängd olika cellulära svar, såsom genuttryck, proteinsyntes och förändringar i cellmetabolism.
- Till exempel, när det gäller cAMP-signalvägen, leder aktiveringen av adenylylcyklas av G-protein till produktion av cAMP. cAMP aktiverar sedan proteinkinas A (PKA), som fosforylerar olika målproteiner och modulerar deras aktiviteter för att framkalla specifika cellulära svar.
5. Signalavslutning:
– För att förhindra överdriven eller långvarig signalering har kopplade proteinsystem inbyggda mekanismer för att terminera signalen.
- Detta kan innebära deaktivering av receptorer, hydrolys av andra budbärare eller verkan av regulatoriska proteiner som stänger av signalvägen.
Sammantaget är kopplade proteiner väsentliga komponenter i cellulära signalnätverk. De gör det möjligt för celler att upptäcka externa signaler, förstärka dem genom signaltransduktionsvägar och utlösa specifika cellulära svar som tillåter celler att anpassa sig och svara på sin miljö.
