Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
โมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง (อังกฤษ: Second messenger) เป็นโมเลกุลให้สัญญาณภายในเซลล์ (intracellular signaling molecule) ที่เซลล์หลั่งออกเพื่อเริ่มการเปลี่ยนแปลงทางสรีรภาพ เช่น การเพิ่มจำนวนเซลล์ (proliferation) การเปลี่ยนสภาพ (differentiation) การอพยพย้ายที่ การรอดชีวิต และอะพอพโทซิส ดังนั้น โมเลกุลส่งสัญญาณที่สองจึงเป็นองค์ประกอบเริ่มต้นองค์หนึ่งที่จุดชนวนลำดับการถ่ายโอนสัญญาณ (signal transduction) ภายในเซลล์ ตัวอย่างของโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองรวมทั้ง cyclic adenosine monophosphate (cAMP), cyclic guanosine monophosphate (cGMP), inositol trisphosphate (IP3), ไดกลีเซอไรด์ และแคลเซียม เซลล์จะหลั่งโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองเมื่อได้รับโมเลกุลส่งสัญญาณนอกเซลล์ ซึ่งเรียกว่า โมเลกุลส่งสัญญาณที่หนึ่ง (first messenger) และเป็นปัจจัยนอกเซลล์ บ่อยครั้งเป็นฮอร์โมนหรือสารสื่อประสาท เช่น เอพิเนฟรีน, growth hormone, และเซโรโทนิน เพราะฮอร์โมนแบบเพปไทด์และสารสื่อประสาทปกติจะเป็นโมเลกุลชอบน้ำ จึงไม่อาจผ่านข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นชั้นฟอสโฟลิพิดคู่ เพื่อเริ่มการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์โดยตรง นี่ไม่เหมือนฮอร์โมนแบบสเตอรอยด์ซึ่งปกติจะข้ามได้ การทำงานที่จำกัดเช่นนี้จึงทำให้เซลล์ต้องมีกลไกถ่ายโอนสัญญาณ เพื่อเปลี่ยนการส่งสัญญาณของโมเลกุลที่หนึ่งให้เป็นการส่งสัญญาณของโมเลกุลที่สอง คือให้สัญญาณนอกเซลล์แพร่กระจายไปภายในเซลล์ได้ ลักษณะสำคัญของระบบนี้ก็คือ โมเลกุลส่งสัญญาณที่สองอาจจับคู่ในลำดับต่อ ๆ ไปกับกระบวนการทำงานของ kinase แบบ multi-cyclic เพื่อขยายกำลังสัญญาณของโมเลกุลส่งสัญญาณแรกอย่างมหาศาล ยกตัวอย่างเช่น RasGTP จะเชื่อมกับลำดับการทำงานของ Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) เพื่อขยายการส่งสัญญาณแบบ allosteric ของปัจจัยการถอดรหัส (transcription factor) เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ เช่น Myc และ CREB
นักเภสัชวิทยาและเคมีชีวภาพชาวอเมริกัน เอิร์ล วิลเบอร์ ซัทเทอร์แลนด์ จูเนียร์ (Earl Wilbur Sutherland, Jr) เป็นผู้ค้นพบโมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง เป็นงานที่เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี ค.ศ. 1971 คือเขาได้สังเกตว่า เอพิเนฟรีนกระตุ้นให้ตับเปลี่ยนไกลโคเจนเป็นกลูโคสภายในเซลล์ตับ แต่เอพิเนฟรินโดยตนเองจะไม่เปลี่ยนไกลโคเจน แล้วพบว่า เอพิเนฟรินต้องเริ่มการทำงานของโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองคือ cAMP เพื่อให้ตับเปลี่ยนไกลโคเจนเป็นกลูโคส ต่อมา นักเคมีชีวภาพชาวอเมริกันมาร์ติน ร็อดเบลล์ (Martin Rodbell) และอัลเฟร็ด จี กิลแมน (Alfred G. Gilman) ได้แสดงกลไกการทำงานเช่นนี้อย่างละเอียด ผู้ต่อมาได้รางวัลโนเบลปี 1994
ระบบโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองสามารถสังเคราะห์และให้เริ่มทำงานโดยอาศัยเอนไซม์ เช่น เอนไซม์ cyclase ที่สังเคราะห์ cyclic nucleotide หรืออาศัยการเปิดช่องไอออนที่ปล่อยให้ไอออนโลหะไหลเข้ามาในเซลล์ เช่น ในการให้สัญญาณของ Ca2+ โมเลกุลเล็ก ๆ เหล่านี้จะจับกับแล้วเริ่มการทำงานของ protein kinases, ของช่องไอออน และของโปรตีนอื่น ๆ ซึ่งดำเนินการให้สัญญาณลำดับต่อไป
ประเภทของโมเลกุล
มีโมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง 3 ประเภทหลัก ๆ คือ
- โมเลกุลไฮโดรโฟบิก/กลัวน้ำ เป็นโมเลกุลที่ละลายน้ำไม่ได้เช่น diacylglycerol และ phosphatidylinositol ซึ่งอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ และแพร่จากเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในช่องระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ (intermembrane space) ที่มันสามารถเข้าถึงและควบคุมโปรตีนปฏิบัติงาน (effector protein) ซึ่งอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์เช่นกัน
- โมเลกุลชอบน้ำ เป็นโมเลกุลที่ละลายน้ำได้และอยู่ในไซโตซอลของเซลล์ เช่น cAMP, cGMP, IP3, และ Ca2+
- แก๊ส ไนตริกออกไซด์ (NO) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ซึ่งสามารถแพร่ผ่านทั้งไซโตซอลและเยื่อหุ้มเซลล์
โมเลกุลส่งสัญญาณภายในเซลล์เช่นนี้มีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกันรวมทั้ง
- สามารถสังเคราะห์ หลั่งออก แล้วต่อมาสลายอีกโดยปฏิกิริยาเนื่องด้วยเอนไซม์หรือช่องไอออนโดยเฉพาะ ๆ
- บางอย่าง (เช่น Ca2+) สามารถเก็บไว้ในออร์แกเนลล์พิเศษทำให้เซลล์สามารถหลั่งได้อย่างรวดเร็วเมื่อจำเป็น
- การผลิต/ปล่อยและการสลายสามารถจำกัดบริเวณ ทำให้เซลล์สามารถจำกัดพื้นที่และเวลาในการส่งสัญญาณ
กลไกสามัญ
มีระบบโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองหลายอย่าง (เช่น cAMP, phosphoinositol, และ arachidonic acid) แต่ทั้งหมดก็มีกลไกทั่วไปที่คล้ายกันมาก แม้สารที่เกี่ยวข้องและผลที่ได้จะต่างกัน
โดยมาก จะมีลิแกนด์หนึ่งที่จับกับโมเลกุลโปรตีนตัวรับ (receptor protein) ซึ่งแผ่ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ นอกเซลล์ การจับกันระหว่างลิแกนด์กับโปรตีนตัวรับทำให้ตัวรับแปรสภาพแบบ conformational change ซึ่งมีผลต่อการทำงานของตัวรับและมีผลให้สร้างโมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง
ในกรณีของ G protein-coupled receptors การแปรสภาพจะเปิดจุดยึด (binding site) ของโปรตีนตัวรับกับจีโปรตีน (G-protein ตั้งชื่อตามโมเลกุลที่เข้ายึดกับโปรตีนคือ guanosine diphosphate ตัวย่อ GDP และ guanosine triphosphate ตัวย่อ GTP) ซึ่งยึดอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านในโดยมีหน่วยย่อย ๆ 3 หน่วยคือ แอลฟา บีตา และแกมมา จีโปรตีนเรียกอีกอย่างได้ว่า ตัวแปรสัญญาณ (transducer)
เมื่อจีโปรตีนเข้ายึดกับโปรตีนตัวรับ มันก็จะสามารถแลกเปลี่ยนโมเลกุล GDP ที่อยู่ในหน่วยแอลฟาของมันไปเป็น GTP การแลกเปลี่ยนโมเลกุลมีผลทำให้หน่วยย่อยแอลฟาของโปรตีนแปรสัญญาณแยกเป็นอิสระจากหน่วยย่อยบีตาและแกมมา โดยหน่วยย่อยทั้งหมดก็ยังยึดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์อยู่ หน่วยย่อยแอลฟาที่เป็นอิสระ สามารถวิ่งไปตามเยื่อหุ้มเซลล์ด้านใน ในที่สุดก็จะเข้ายึดกับโปรตีนซึ่งติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์อีกชนิดหนึ่ง คือ หน่วยปฏิบัติงานหลัก (primary effector) เช่น adenylyl cyclase
หน่วยปฏิบัติงานก็จะเริ่มทำงาน ซึ่งสร้างสัญญาณที่แพร่ไปในเซลล์ สัญญาณนี้เรียกว่า โมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง ซึ่งก็อาจเริ่มการทำงานของหน่วยปฏิบัติงานที่สอง (secondary effector) ซึ่งมีผลขึ้นอยู่กับชนิดโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองโดยเฉพาะ ๆ
ไอออนแคลเซียมเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองอย่างหนึ่ง และมีหน้าที่ทางสรีรภาพที่สำคัญหลายอย่างรวมทั้งการหดเกร็งของกล้ามเนื้อ การผสมเชื้อ และการปล่อยสารสื่อประสาท ไอออนปกติจะยึดอยู่หรือเก็บไว้ในที่เก็บภายในเซลล์บางอย่าง (เช่น ร่างแหเอนโดพลาซึม) และจะปล่อยออกในช่วงการถ่ายโอนสัญญาณ โดยเอนไซม์ phospholipase C จะสร้าง diacylglycerol และ inositol trisphosphate ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นให้ปล่อยไอออนแคลเซียมภายในเซลล์ จีโปรตีนที่ออกฤทธิ์ก็จะเปิดช่องแคลเซียมเพื่อให้ไอออนแคลเซียมไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ส่วนผลผลิตอีกอย่างของ phospholipase C คือ diacylglycerol จะเริ่มการทำงานของ protein kinase C ซึ่งจุดชนวนการทำงานของ cAMP อันเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองอีกอย่างหนึ่ง
ตัวอย่าง
| System | system | system | System | system | |
| โมเลกุลส่งสัญญาณที่หนึ่ง: สารสื่อประสาท (หน่วยรับความรู้สึก) | เอพิเนฟรีน () () | เอพิเนฟรีน () () | ฮิสตามีน () | - | - |
| โมเลกุลส่งสัญญาณที่หนึ่ง: ฮอร์โมน | , , , , , กลูคากอน, , , , , TSH | , , , ออกซิโตซิน, | - | , ไนตริกออกไซด์ | INS, , |
| Signal Transducer | GPCR/ (β1, β2), (α2, M2) | GPCR/ | Unknown | - | |
| Primary | (-) | ||||
| โมเลกุลส่งสัญญาณที่สอง | cAMP () | ; DAG; | () | ||
| Secondary effector | ; | , , | () |
เชิงอรรถและอ้างอิง
- Kimball, J. . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 7 กุมภาพันธ์ 2006. สืบค้นเมื่อ 9 เมษายน 2018.
- Second Messenger Systems ใน สำหรับหัวข้อเนื้อหาทางการแพทย์ (MeSH)
- Reece, Jane; Campbell, Neil (2002). Biology. San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN .
- "The Discovery of G Proteins". Nobel Prize. 1994.
- "Signal Transduction in Cells". Nobel Prize. 1994.
- Siegelbaum, Steven A; Clapham, David E; Schwartz, Schwartz (2013a). "11 Modulation of Synaptic Transmission: Second Messengers". ใน Kandel, Eric R; Schwartz, James H; Jessell, Thomas M; Siegelbaum, Steven A; Hudspeth, AJ (บ.ก.). Principles of Neural Science (5th ed.). United State of America: McGraw-Hill. pp. 236–239. ISBN .
- Rhee SG, Suh PG, Ryu SH, Lee SY (1989). "Studies of inositol phospholipid-specific phospholipase C". Science. 244 (4904): 546–550. doi:10.1126/science.2541501. PMID 2541501.
แหล่งข้อมูลอื่น
- Kimball, J. . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 7 กุมภาพันธ์ 2006. สืบค้นเมื่อ 10 กุมภาพันธ์ 2006.
- Animation: Second Messenger: cAMP
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
omelkulsngsyyanthisxng xngkvs Second messenger epnomelkulihsyyanphayinesll intracellular signaling molecule thiesllhlngxxkephuxerimkarepliynaeplngthangsrirphaph echn karephimcanwnesll proliferation karepliynsphaph differentiation karxphyphyaythi karrxdchiwit aelaxaphxphothsis dngnn omelkulsngsyyanthisxngcungepnxngkhprakxberimtnxngkhhnungthicudchnwnladbkarthayoxnsyyan signal transduction phayinesll twxyangkhxngomelkulsngsyyanthisxngrwmthng cyclic adenosine monophosphate cAMP cyclic guanosine monophosphate cGMP inositol trisphosphate IP3 idkliesxird aelaaekhlesiym esllcahlngomelkulsngsyyanthisxngemuxidrbomelkulsngsyyannxkesll sungeriykwa omelkulsngsyyanthihnung first messenger aelaepnpccynxkesll bxykhrngepnhxromnhruxsarsuxprasath echn exphienfrin growth hormone aelaesorothnin ephraahxromnaebbephpithdaelasarsuxprasathpkticaepnomelkulchxbna cungimxacphankhameyuxhumesllsungepnchnfxsofliphidkhu ephuxerimkarepliynaeplngphayinesllodytrng niimehmuxnhxromnaebbsetxrxydsungpkticakhamid karthanganthicakdechnnicungthaiheslltxngmiklikthayoxnsyyan ephuxepliynkarsngsyyankhxngomelkulthihnungihepnkarsngsyyankhxngomelkulthisxng khuxihsyyannxkesllaephrkracayipphayinesllid lksnasakhykhxngrabbnikkhux omelkulsngsyyanthisxngxaccbkhuinladbtx ipkbkrabwnkarthangankhxng kinase aebb multi cyclic ephuxkhyaykalngsyyankhxngomelkulsngsyyanaerkxyangmhasal yktwxyangechn RasGTP caechuxmkbladbkarthangankhxng Mitogen Activated Protein Kinase MAPK ephuxkhyaykarsngsyyanaebb allosteric khxngpccykarthxdrhs transcription factor ephuxephimcanwnesll echn Myc aela CREB nkephschwithyaaelaekhmichiwphaphchawxemrikn exirl wilebxr sthethxraelnd cueniyr Earl Wilbur Sutherland Jr epnphukhnphbomelkulsngsyyanthisxng epnnganthiekhaidrbrangwloneblsakhasrirwithyahruxkaraephthyinpi kh s 1971 khuxekhaidsngektwa exphienfrinkratunihtbepliyniklokhecnepnkluokhsphayineslltb aetexphienfrinodytnexngcaimepliyniklokhecn aelwphbwa exphienfrintxngerimkarthangankhxngomelkulsngsyyanthisxngkhux cAMP ephuxihtbepliyniklokhecnepnkluokhs txma nkekhmichiwphaphchawxemriknmartin rxdebll Martin Rodbell aelaxlefrd ci kilaemn Alfred G Gilman idaesdngklikkarthanganechnnixyanglaexiyd phutxmaidrangwloneblpi 1994 rabbomelkulsngsyyanthisxngsamarthsngekhraahaelaiherimthanganodyxasyexnism echn exnism cyclase thisngekhraah cyclic nucleotide hruxxasykarepidchxngixxxnthiplxyihixxxnolhaihlekhamainesll echn inkarihsyyankhxng Ca2 omelkulelk ehlanicacbkbaelwerimkarthangankhxng protein kinases khxngchxngixxxn aelakhxngoprtinxun sungdaeninkarihsyyanladbtxippraephthkhxngomelkulmiomelkulsngsyyanthisxng 3 praephthhlk khux omelkulihodrofbik klwna epnomelkulthilalaynaimidechn diacylglycerol aela phosphatidylinositol sungxyuthieyuxhumesll aelaaephrcakeyuxhumesllekhaipinchxngrahwangeyuxhumesll intermembrane space thimnsamarthekhathungaelakhwbkhumoprtinptibtingan effector protein sungxyuthieyuxhumesllechnkn omelkulchxbna epnomelkulthilalaynaidaelaxyuinisotsxlkhxngesll echn cAMP cGMP IP3 aela Ca2 aeks intrikxxkisd NO kharbxnmxnxkisd CO aelaihodrecnslifd H2S sungsamarthaephrphanthngisotsxlaelaeyuxhumesll omelkulsngsyyanphayinesllechnnimikhunsmbtibangxyangthiehmuxnknrwmthng samarthsngekhraah hlngxxk aelwtxmaslayxikodyptikiriyaenuxngdwyexnismhruxchxngixxxnodyechphaa bangxyang echn Ca2 samarthekbiwinxxraekenllphiessthaihesllsamarthhlngidxyangrwderwemuxcaepn karphlit plxyaelakarslaysamarthcakdbriewn thaihesllsamarthcakdphunthiaelaewlainkarsngsyyankliksamyaephnphaphaesdngklikkhxngomelkulsngsyyanthisxngodythwip mirabbomelkulsngsyyanthisxnghlayxyang echn cAMP phosphoinositol aela arachidonic acid aetthnghmdkmiklikthwipthikhlayknmak aemsarthiekiywkhxngaelaphlthiidcatangkn odymak camiliaekndhnungthicbkbomelkuloprtintwrb receptor protein sungaephkhameyuxhumesll nxkesll karcbknrahwangliaekndkboprtintwrbthaihtwrbaeprsphaphaebb conformational change sungmiphltxkarthangankhxngtwrbaelamiphlihsrangomelkulsngsyyanthisxng inkrnikhxng G protein coupled receptors karaeprsphaphcaepidcudyud binding site khxngoprtintwrbkbcioprtin G protein tngchuxtamomelkulthiekhayudkboprtinkhux guanosine diphosphate twyx GDP aela guanosine triphosphate twyx GTP sungyudxyuthieyuxhumeslldaninodymihnwyyxy 3 hnwykhux aexlfa bita aelaaekmma cioprtineriykxikxyangidwa twaeprsyyan transducer emuxcioprtinekhayudkboprtintwrb mnkcasamarthaelkepliynomelkul GDP thixyuinhnwyaexlfakhxngmnipepn GTP karaelkepliynomelkulmiphlthaihhnwyyxyaexlfakhxngoprtinaeprsyyanaeykepnxisracakhnwyyxybitaaelaaekmma odyhnwyyxythnghmdkyngyudxyukbeyuxhumesllxyu hnwyyxyaexlfathiepnxisra samarthwingiptameyuxhumeslldanin inthisudkcaekhayudkboprtinsungtidxyukbeyuxhumesllxikchnidhnung khux hnwyptibtinganhlk primary effector echn adenylyl cyclase hnwyptibtingankcaerimthangan sungsrangsyyanthiaephripinesll syyannieriykwa omelkulsngsyyanthisxng sungkxacerimkarthangankhxnghnwyptibtinganthisxng secondary effector sungmiphlkhunxyukbchnidomelkulsngsyyanthisxngodyechphaa ixxxnaekhlesiymepnomelkulsngsyyanthisxngxyanghnung aelamihnathithangsrirphaphthisakhyhlayxyangrwmthngkarhdekrngkhxngklamenux karphsmechux aelakarplxysarsuxprasath ixxxnpkticayudxyuhruxekbiwinthiekbphayinesllbangxyang echn rangaehexnodphlasum aelacaplxyxxkinchwngkarthayoxnsyyan odyexnism phospholipase C casrang diacylglycerol aela inositol trisphosphate sungepntwkratunihplxyixxxnaekhlesiymphayinesll cioprtinthixxkvththikcaepidchxngaekhlesiymephuxihixxxnaekhlesiymihlphaneyuxhumesllid swnphlphlitxikxyangkhxng phospholipase C khux diacylglycerol caerimkarthangankhxng protein kinase C sungcudchnwnkarthangankhxng cAMP xnepnomelkulsngsyyanthisxngxikxyanghnungtwxyangSystem system system System systemomelkulsngsyyanthihnung sarsuxprasath hnwyrbkhwamrusuk exphienfrin exphienfrin histamin omelkulsngsyyanthihnung hxromn klukhakxn TSH xxksiotsin intrikxxkisd INS Signal Transducer GPCR b1 b2 a2 M2 GPCR Unknown Primary omelkulsngsyyanthisxng cAMP DAG Secondary effector echingxrrthaelaxangxingKimball J khlngkhxmulekaekbcakaehlngedimemux 7 kumphaphnth 2006 subkhnemux 9 emsayn 2018 Second Messenger Systems in sahrbhwkhxenuxhathangkaraephthy MeSH Reece Jane Campbell Neil 2002 Biology San Francisco Benjamin Cummings ISBN 0 8053 6624 5 The Discovery of G Proteins Nobel Prize 1994 Signal Transduction in Cells Nobel Prize 1994 Siegelbaum Steven A Clapham David E Schwartz Schwartz 2013a 11 Modulation of Synaptic Transmission Second Messengers in Kandel Eric R Schwartz James H Jessell Thomas M Siegelbaum Steven A Hudspeth AJ b k Principles of Neural Science 5th ed United State of America McGraw Hill pp 236 239 ISBN 978 0 07 139011 8 Rhee SG Suh PG Ryu SH Lee SY 1989 Studies of inositol phospholipid specific phospholipase C Science 244 4904 546 550 doi 10 1126 science 2541501 PMID 2541501 aehlngkhxmulxunKimball J khlngkhxmulekaekbcakaehlngedimemux 7 kumphaphnth 2006 subkhnemux 10 kumphaphnth 2006 Animation Second Messenger cAMP