名词解释 | Hedgehog signaling pathway | Hh | 刺猬

这部分知识确实枯燥且繁杂，大学里的填鸭式学习注定是学不深的，大学阶段最重要的是搞明白框架，知道有这么个东西；

然后做研究时带着问题去思考，查阅知识点，追踪追问式的学习，现在发现这部分其实还挺有趣的，产出的诺奖也比较多。

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教材定位：细胞生物学 - 细胞信号转导 - 其他细胞表面受体介导的信号通路

知识点回顾：

细胞通讯的三种方式：分泌化学信号通讯；接触依赖性通讯；间隙连接；

分泌化学信号的种类：内分泌；旁分泌；突触传递；自分泌；

胞外信号介导的细胞通讯步骤：

1. 释放信号分子
2. 结合靶细胞
3. 受体配体特异性结合，激活受体
4. 活化受体启动某种信号转导途径，靶细胞内产生第二信使或活化的信号蛋白；级联反应；
5. 引发细胞代谢、功能或基因表达改变；蛋白活性或蛋白表达的改变；
6. 信号解除回归静息态

化学信号分子种类：气体信号分子（NO、CO）；疏水性信号分子；亲水性信号分子

根据部位区分受体：细胞内受体；细胞表面受体；

细胞表面受体三大家族：离子通道偶联受体；G蛋白偶联受体GPCR；酶联受体；

受体的两大功能域：结合配体的功能域；产生效应的功能域；

两种效应：快反应，直接改变相关蛋白活性或功能；慢反应，影响蛋白的表达，也就是转录调控。（此处回答了下面的问题）

受体配体关系：一对一；一对多；多对一

细胞内信号蛋白的相互作用关键：蛋白模式结合域binding domain；

SH2结构域：酶；癌蛋白；锚定蛋白；接头蛋白；调解蛋白；转录因子；

关键问题：利用数学和统计学建模，归纳已知的分子间相互作用，并推测未知分子间的相互作用！！！

信号转导特点：特异性；放大效应；网络化与反馈；整合作用；

细胞内受体介导的信号传递：受体可直接穿透细胞膜，所以是一些亲脂性小分子；NO气体信号分子，NO也是神经细胞的重要信号分子，nNOS神经元。

Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule crucial for many physiological processes such as synaptic plasticity, vasomotricity, and inflammation. Neuronal nitric oxide synthase (nNOS) is the enzyme responsible for the synthesis of NO by neurons.

G蛋白偶联受体介导的信号转导，参见专题文章：名词解释 | G-protein | G蛋白

酶联受体介导的信号转导【简单介绍】

就是激活受体后可以产生催化酶，直接作用于生化反应；

• 受体络氨酸激酶，RTK-Ras蛋白信号通路；
• PI3K-PKB (AKT)信号通路；
• TGF-β受体信号通路；
• JAK-STAT信号通路；

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其他细胞表面受体介导的信号通路 （终于讲到了我们今天的Hh信号通路）

这里特指的调控基因表达的信号通路，跟我们生信分析息息相关。

1. GPCR-cAMP-PKA和RTK-Ras-MAPK信号通路，磷酸化特定的转录因子；
2. TGF-β-Smad和JAK-STAT信号通路，活化转录因子；
3. Wnt受体和Hedgehog信号通路，蛋白复合物装配，释放转录因子，转位到核内调控基因表达；
4. NF-kB和Notch信号通路，蛋白切割作用，释放活化转录因子；

特点：

• 长期反应，改变核内基因转录；
• 影响多方面功能；
• 高度调控；

Hedgehog信号通路

局域性蛋白质配体，作用范围小，不超过20个细胞；

控制细胞命运、增值、分化，与肿瘤相关；

依赖Hh信号分子浓度；

Hh受体蛋白有三种：Patched【Ptc】、Smoothened【Smo】和iHog。

Notch信号通路

切割受体，进入细胞核与其他转录因子协同作用，调控基因表达。

【以上是教科书里的古董了，接下来直接上文献】

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SnapShot: hedgehog signaling pathway

Hedgehog and Notch signaling in enteric nervous system development

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相关诺奖：

1971，发现并阐述cAMP的功能并提出第二信使学说；

1994，发现G蛋白及其在细胞信号转导中的调控作用；

1992，发现蛋白质磷酸化与去磷酸化的调控机制；

1998，NO作为气体信号引起血管平滑肌舒张；

一些名词：

gap junction

电压门控的钙离子通道

cAMP

protein kinase

CaM

细胞信号转导与转录调控的联系和区别？

转录调控是单个细胞内部的分子反应，而信号转导则是细胞层面到分子层面的调控。他们是上下游关系。

参考：

Neuronal nitric oxide synthase expressing neurons: a journey from birth to neuronal circuits