signaloverføring

Signaloverføring, (biokjemi), overføring av impulser fra cellenes omgivelser til cellenes indre. Hormoner og andre signalsubstanser (I) virker ved å bindes til reseptorer (II) i sine målceller (se fig.). Lipofile (fettløselige) hormoner, som steroidhormoner og tyroksin, passerer lett cellemembranen og bindes til intracellulære reseptorer. Hormonreseptor-kompleksene utgjør her transkripsjonsfaktorer som bindes til regulatordelen av de gener som skal skrues på ved at RNA-polymerasen der aktiviseres.

Hydrofile (vannløselige) signalstoffer er avhengige av reseptorer i cellemembranen for å utøve sin virkning. Et grundig studert eksempel er adrenalinhormonets aktivering av adenylsyklase, et membranbundet enzym som produserer syklisk AMP (cAMP). Et G-protein utgjør en intracellulær transduser som formidler aktiveringen av adenylsyklase. cAMP virker gjennom aktivering av proteinkinaser (III), som anbringer fosfatgrupper på serin eller treonin i cellulære proteiner. Sentrale enzymer i karbohydrat- og fettmetabolismen reguleres av adrenalin ved fosforylering på denne måten. Andre hormoner som virker på tilsvarende måte via cAMP, er glukagon og flere av hypofysehormonene.

De cAMP-induserende hormonene er ikke begrenset til å virke regulerende på cytosoliske proteiner, de kan også som steroidhormonene og tyroksin påvirke transkripsjonen i kjernen. Det skjer ved at transkripsjonsfaktoren (IV) bringes over i en aktiv form gjennom fosforyleringen.

Binding på cellemembranreseptorer av en rekke andre signalproteiner fører også til effekter via virkning i kjernen. Eksempler er epidermal vekstfaktor og blodplatederivert vekstfaktor. Reseptorene for disse har den egenskap at de som dimerer fosforylerer seg selv i tyrosinsidegrupper. Andre proteinkinaser aktiveres når de bindes til disse reseptorenes tyrosingrupper.

Menneskets genom inneholder gener for mer enn 1000 membranreseptorer i over 20 genfamilier. Flere signalveier vil være i funksjon samtidig, med interaksjoner mellom dem. Til de intracellulære transdusere hører foruten G-proteinene og cAMP-avhengige proteinkinaser, det såkalte Ras-proteinet, som ligner på G-proteinene.

En rekke av genene som koder for de forskjellige proteinene i signaloverføringsveiene, er proto-onkogener. Ved mutasjoner eller overekspresjon blir de til kreftgener, onkogener, som bidrar til ukontrollert vekst. Man har karakterisert onkogener innen alle leddene I–IV i signaloverføringssystemet. Se vekst.