許多朋友對信號通路的工作原理知其然而不知其所以然，縱觀眾多信號通路，你是否了解信號通路的實際作用呢？讓我們先一同了解信號通路的本質，然后對經典八大熱門信號通路總結！
信號通路的意義在于可以通過了解文獻中分子的調控機制；區別主變量與因變量解開文章邏輯上的難點。了解熱門通路；分子和疾病之間的橋梁。了解通路的機制，設計實驗內容。
信號通路的概念
狹義能夠把胞外的分子信號經過細胞膜傳到細胞胞內然后發生效應的一系列酶促反應通路?；A科研中不限定從胞外到胞內，指信息從一個分子傳到另外的分子的過程。信號通路本質上就是前人研究的比較透徹的一些分子，包括他的調控方式的一個總結。
信號通路的構成要素
構成信號通路的三部分原件：
1. 受體（receptor）和配體（ligand）
2. 蛋白激酶（kinase）
3. 轉錄因子（transcription factors)
1、受體（receptor）和配體（ligand）
受體（Receptor）：指一類能傳導細胞外信號，并在細胞內產生特定效應的分子。包括膜受體和胞內受體。
配體（ligand）：指一種能與受體結合以產生某種生理效果的物質。
細胞外能與受體結合的分子一般稱之為配體，包括激素生長因子，細胞因子，神經遞質，還有其他各種各樣的小分子化合物；
信號傳導過程：那么當配體特異性的去結合到細胞膜也或者是細胞內的受體，配體和受體結合之后細胞內的一系列蛋白就會依次對下游蛋白的活性進行調節，包括是激活或者是抑制的作用，從而將外界的信號進行逐步的放大，傳遞， 最終產生一系列綜合性的細胞應答上游蛋白對下游蛋白的調節主要是通過 添加或者去除磷酸基團，從而改變下游蛋白的這個空間構象來完成的。
2、蛋白激酶（kinase）
蛋白激酶是一類磷酸轉移酶，作用是把 ATP 的磷酸基轉移到它底物的 某個蛋白的特定的氨基酸殘基上面去，從而就改變了這個下游蛋白的構象。
酪氨酸激酶 (PTK) 和絲氨酸 / 蘇氨酸激酶 (STK)
3、轉錄因子（transcription factors）
對基因轉錄有調節作用的蛋白，那么細胞對信號轉導有諸多 反應，最終都是涉及到蛋白和 DNA 相互識別和相互作用，引起一些基因表達 的改變，所以也有人把信號通路當中的轉錄因子統稱為第 3 信使：
第一信使是配體，與受體結合；
第二信使是配體和受體結合之后激活的胞內的信號分 子 小分子物質，有助于信號向胞內進行傳遞，比如環磷腺苷 cAMP，環磷鳥苷 cGMP，以及鈣離子等等，主要的作用就是活化蛋白激酶。
NF-κB 通路作用機制
當處于激活狀態時，NF-κB 位于細胞質中且與抑制蛋白 IκBα 形成復合體。通過內在膜受體的介導，一些胞外信號物質可激活一種稱為 IκB 激酶（IKK）的酶。IKK 轉而磷酸化 IκBα 蛋白，這將導致后者的泛素化，使得 IκBα 從 NF-κB 上脫離下來，最終 IκBα 被蛋白酶體所降解。被激活的 NF-κB 接下來轉移到細胞核內，在這里會結合到 DNA 上被稱為反應元件（RE）的特異性序列上。
DNA/NF-κB 復合體接下來會招募其它蛋白，如輔激活物與 RNA 聚合酶，這些蛋白將下游的 DNA 轉錄為 mRNA 并轉而被翻譯為蛋白質，這些蛋白最終導致細胞功能發生改變。
NF-κB 的調控失常與癌癥、炎癥和自身免疫病、感染性休克、病毒感染以及免疫發育異常有關。
PI3K/AKT 通路作用機制：
PI3K 的活化：?PI3K 有很多種類別，不過只有第 I 類能夠響應生長刺激而磷酸化脂質。I 類的 PI3K 是異源二聚體，其亞基為 p85（調控）與 p110（催化）。
磷脂酰肌醇的形成：活化的 PI3K 催化磷酸基團到磷酸肌醇的肌醇環上的 3『-OH 位置的加成反應，反應有三種脂質產物， PI (3) P, PI (3,4) P2 和 PI (3,4,5) P3，這些磷酸化的脂質被錨定在細胞膜上，并且可以直接結合細胞內包含 PH 或 FYVE 結構域的蛋白。
Akt 的活化：Akt 以非活化構象駐留在細胞質中，直到細胞被激活，Akt 易位到細胞膜上 Akt 的 PH 作用域對于第二信使 PI (3,4,5) P3 相比其他的磷脂酰肌醇具有更高的親和力。
MAPK 通路作用機制：
胞外信號→膜受體→RAS→MAP3K→MAP2K→MAPK 然后再進一步活化其他下游靶基因。
MAPK 主要由四個亞家族，分別是：
細胞外信號調節激酶 (extracellular-signalregulated protein kinase, ERK)
p38 絲裂原活化蛋白激酶 (p38 MAPK)
c-Jun 氨基末端激酶 (JNK)
細胞外信號調節激酶 5 (ERK5)
這幾種 MAPK 亞家族參與的信號轉導通路司職不同的功能，如 ERK 調控細胞生長和分化，JNK 和 p38 MAPK 信號通路在炎癥和細胞凋亡等應激反應中發揮重要作用。
JAK/STAT 通路由三個主要組成部分：
接受信號的酪氨酸激酶相關受體
傳遞信號的酪氨酸激酶 JAK
產生效應通路的轉錄因子 STAT
JAK/STAT 通路調控機制：
來自干擾素、白細胞介素、生長因子或其它化學信使的信號可以激活此受體；
這激活了 JAK 的激酶功能，導致對其自身的磷酸化（磷酸基團作為蛋白質上的開關）；
接下來 STAT 蛋白結合到被磷酸化的受體上，在此 STAT 被 JAK 磷酸化；
被磷酸化的 STAT 蛋白結合到另一個被磷酸化的 STAT 蛋白上（二聚化）并易位到細胞核中；
在細胞核中，它結合到 DNA 上并啟動轉錄那些響應 STAT 的基因。
5. TGFβ/SMAD signaling pathway
TGFβ/SMAD 通路調控機制：
TGF-β 雙聚體會結合到 type II 受體
type II 受體會吸引并磷酸化 type I 受體
磷酸化后的 type I 受體吸引并磷酸化 regulated SMAD（R-SMAD）
磷酸化后的 R-SMAD 會結合上 common SMAD（coSMAD、SMAD4）并形成異元二聚體（heterodimeric complex）
該異元二聚體會進入細胞核中作為多種基因表現的轉譯因子，包括利用 8 種途徑活化促分裂蛋白質激酶（mitogen-activated protein kinase）的產生，進而引發細胞凋亡。
而 SMAD 途徑本身被回饋作用所調控，SMAD6 與 SMAD7 可結合上 type I 受體，造成該受體無法與 R-SMAD 結合導致訊息中斷。
6. Wnt/β-catenin signaling pathway
Wnt/β-catenin 通路調控機制：
當 Wnt 蛋白與細胞表面 Frizzled 受體家族結合后的一系列反應，包括 Dishevelled 受體家族蛋白質的激活及最終細胞核內 β-catenin 水平的變化。
Dishevelled (DSH) 是細胞膜相關 Wnt 受體復合物的關鍵成分，它與 Wnt 結合后被激活，并抑制下游蛋白質復合物，包括 axin、GSK- 3、與 APC 蛋白。axin/GSK- 3 /APC 復合體可促進細胞內信號分子 β-catenin 的降解。
當「β-catenin 降解復合物」被抑制后，胞漿內的 β-catenin 得以穩定存在，部分 β-catenin 進入細胞核與 TCF/LEF 轉錄因子家族作用并促進特定基因的表達。
Notch 通路調控機制：
Notch 蛋白橫穿過細胞膜，部分在細胞內而部分在細胞外。配體蛋白結合到胞外域后誘導蛋白切斷并釋放胞內域，胞內域進而進入細胞膜并調控基因表達。
Notch 信號通路提升了神經增殖過程中的增殖信號，而其活性被 Numb 所抑制，以促進神經分化。他在胚胎發育中起到重要的調控作用。
Hedgehog 通路調控機制：
Hh 信號傳遞受靶細胞膜上兩種受體 Patched (Ptc) 和 Smoothened (Smo) 的控制。受體 Ptc 由腫瘤抑制基因 Patched 編碼，是由 12 個跨膜區的單一肽鏈構成，能與配體直接結合，對 Hh 信號起負調控作用。
受體 Smo 由原癌基因 Smothened 編碼，與 G 蛋白偶聯受體同源，由 7 個跨膜區的單一肽鏈構成，N 端位于細胞外，C 端位于細胞內，跨膜區氨基酸序列高度保守，C 末端的絲氨酸與蘇氨酸殘基為磷酸化部位，蛋白激酶催化時結合磷酸基團。該蛋白家族成員只有當維持全長時才有轉錄啟動子的功能，啟動下游靶基因的轉錄。
