Notch信号通路

Notch信号通路是大多数多细胞生物体中存在的高度保守的细胞信号转导系统。[1]哺乳动物具有四种不同的notch受体，分别称为NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3, NOTCH4。Notch受体是单跨膜的受体蛋白。它是由大的胞外部分构成的异源寡聚体，通过钙依赖性的非共价作用与包含有短的胞外结构域，一个跨膜区域和一小段膜内结构域的notch蛋白相互作用。[2]

Notch介导的相邻细胞间的邻分泌信号。
Notch信号转导步骤。

Notch信号通路提升了神经增殖过程中的增殖信号，而其活性被Numb所抑制，以促进神经分化。他在胚胎发育中起到重要的调控作用。

发现

1914年， 约翰·S·德克斯特（John S. Dexter）注意到果蝇（Drosophila melanogaster）的翅膀上有缺口出现。 该基因的等位基因在1917年由托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）确定。[3][4]其分子层面上的分析和测序由Spyros Artavanis-Tsakonas和迈克尔·扬（Michael Warren Young）在20世纪80年代独立进行。[5][6] 根据发育表型鉴定了两个线虫（C.elegans）中Notch基因的等位基因： lin-12[7] 和 glp-1.[8][9]果蝇lin-12的克隆与部分序列同时由Iva Greenwald报道。[10]

作用机制


Notch蛋白横穿过细胞膜，部分在细胞内而部分在细胞外。配体蛋白结合到胞外域后诱导蛋白切断并释放胞内域，胞内域进而进入细胞膜并调控基因表达。[11]

剪切模型最初在1993年基于在果蝇Notch 和线虫lin-12上的研究而提出。[12][13]对于这一模型，令人信服的证据来自于1998年在果蝇上的活体分析[14]以及细胞培养。.[15] 尽管这个模型在最初引来争议，[1]无可辩驳的证据在2011年被提供。[16][17]

受体通常被直接的细胞-细胞接触所触发。Notch能够使得细胞自我组织-一旦一个细胞表现出一定特性，这一特性可能会通过notch通路被相邻的细胞消除。从而，一群细胞通过相互影响形成一个大结构。由此可见，水平抑制机理对于Notch通路是很关键的。 lin-12 和Notch 介导双细胞的命运决定, 同时水平抑制也包括了放大初始差异的负反馈机制。[16]

Notch 级联包括了Notch和Notch配体以及细胞内把Notch信号转导到细胞核内的蛋白。Notch/Lin-12/Glp-1 受体家族[18] 被发现在果蝇和线虫的细胞命运特化中起作用。[19]


Notch1-DLL4复合体的晶体结构。表示为两个细胞间的作用。 (PDB ID: 4XLW)


外部链接


参考文献
  1. Artavanis-Tsakonas S, Rand MD, Lake RJ. . Science. Apr 1999, 284 (5415): 770–6. Bibcode:1999Sci...284..770A. PMID 10221902. doi:10.1126/science.284.5415.770.
  2. Brou C, Logeat F, Gupta N, Bessia C, LeBail O, Doedens JR, Cumano A, Roux P, Black RA, Israël A. . Molecular Cell. Feb 2000, 5 (2): 207–16. PMID 10882063. doi:10.1016/S1097-2765(00)80417-7.
  3. Morgan TH. . The American Naturalist. 1917, 51 (609): 513–544. doi:10.1086/279629.
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  17. Struhl G, Greenwald I. . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Jan 2001, 98 (1): 229–34. PMC 14573. PMID 11134525. doi:10.1073/pnas.98.1.229.
  18. Artavanis-Tsakonas S, Matsuno K, Fortini ME. . Science. Apr 1995, 268 (5208): 225–32 [2017-11-20]. Bibcode:1995Sci...268..225A. PMID 7716513. doi:10.1126/science.7716513. （原始内容存档于2019-10-18）.
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