Hedgehog信号通路最早是在果蝇上发现的,因为这个信号通路上的基因突变后,会导致果蝇背上长出毛状的刺:
信号通路大概是这样的:
这个是KEGG上的信号通路图,看不懂是吧?很正常,要真是这样看的话,确实不容易看懂,所以夏老师会用灵魂画风给你们讲刺猬信号通路。看KEGG上的信号通路图,你首先可以看懂,刺猬信号通路分成两个不同的步骤,就是:1)无信号时的抑制状态,2)有信号时的激活状态。
我们先看看无信号时的抑制:
我把关键的蛋白都用颜色给你们表示了一下,对应到灵魂画风上,应该能看个大概了。
那接下去是有信号是的激活:
看完这样两个灵魂版的信号通路图,我再一步步拆解给你们看具体信号通路过程。
刺猬信号通路的信号分子自然就是刺猬(Hh)了,信号通路上关键的部分还有膜受体,在刺猬信号通路上关键的膜受体是Ptc(当然有的图上会写Ptch)。当Ptc没有结合到刺猬(Hh)信号的时候,会抑制Smo蛋白入细胞膜。一旦Ptc结合上Hh后,Smo蛋白就会不受抑制,转移到细胞膜上:
接下去,就要讲到Cos2/Sufu/Gli三聚体了,这是刺猬信号通路的关键。这样的三聚体如果没有细胞膜上Smo的结合,在三聚体上的Gli就会被PKA、CK1和GSK3β磷酸化。而Hh信号激活的状态下Smo会结合到细胞膜上,这个时候的Smo会结合Cos2(有的地方叫Kif7),这样就Smo结合上了Cos2/Sufu/Gli三聚体:
被磷酸化的Gli会被泛素化降解掉一部分,变成Gli的抑制状态——Gli-R(有的地方叫GiR),而Cos2/Sufu/Gli三聚体结合到Smo上后,Gli会从三聚体上脱离出来,这个状态的Gli被称为Gli的激活状态——Gli-A(有的地方叫GiA):
抑制状态的Gli-R会抑制下游基因转录,而激活状态的Gli-A则会激活下游靶基因的转录:
刺猬信号通路的下游靶基因有好多,比如Bcl2(凋亡相关),CCND1(cyclin-D1,细胞周期相关)等等,所以刺猬信号通路也是研究比较广泛的信号通路。
现在大家应该已经对这个信号通路有一定的了解了哈。在文献研究中,最常见的研究方法,就是对于刺猬信号通路上关键的几个节点蛋白的表达进行研究,比如Gli、Shh、Sufu之类的WB结果:
或者是分析一下Gli的状态是处于R还是A:
差不多就是这样吧,好了,希望在我的灵魂画风下,你们对刺猬这个信号通路有了一定的了解。可能会有人说除了Hh不是还有Shh什么的么?对因为第一个发现的叫刺猬,于是后来出现的同源蛋白命名就放飞了,有沙漠刺猬(Dhh)、印度刺猬(Ihh)、刺猬索尼克(Shh)。
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