4　BMPs 受体的作用机制

　　TGF-β超家族的I、II型受体都是丝氨酸/苏氨酸激酶受体。尽管BMPs的I、II型受体在结构 和特性上都与TGF-β和激活素等有所区别，但由于结构和功能上的同源性，关于TGF-β信号 传导的基本理论仍适用于BMPs［10］。

4.1　TGF-β信号传导的基本机制

　　TGF-β超家族的成员都在细胞的生长和分化中起重要作用［6］。在人、蛙及蝇的胚 胎发育中参与确立机体的基本结构；控制神经组织、肢体、骨、软骨及性器官的形成；抑制 上皮细胞的生长，促进伤口愈合，影响重要的免疫及内分泌功能［6］。
　　TGF-β及BMPs的I、Ⅱ型受体的分子克隆显示它们都属于同一蛋白质家族：有一个小的胞外 区域 ，一个单一的跨膜片段，胞浆内有丝氨酸/苏氨酸激酶结构域［6］。I型受体 间结构类似 ，而I型受体与Ⅱ型受体的氨基酸序列相似性少于40%。研究显示，TGF-β家族 成员的信号传导都需要I、Ⅱ型受体形成的复合物。
　　用TGF-β1作用于细胞2～45min并不改变TβR-Ⅱ的磷酸化水平。而将TβR-Ⅱ的ATP结合位 点的277位上的赖氨酸突变为精氨酸后，该受体的激酶及信号传导能力被破坏了，随之受 体的磷酸化也消失了。这些都表明，即使没有TβR-I，TβR-Ⅱ也是持续磷酸化的，并且不 受配体信号的调控。尽管TβR-I不单独与配体结合，但它和TβR-Ⅱ一样合成并分布到细 胞 表面。因此，它不能与配体单独结合主要是由于它不能识别TGF-β。I、Ⅱ型受体在细胞表 面都有较高水平的表达，并且在没有配体时，二者也形成少量二聚体。由此可知，TβR-Ⅱ 2独立与配体结合，TβR-I识别并结合与TβR-Ⅱ结合的TGF-β。因此，配体的功能就是帮 助 TβR-I与TβR-Ⅱ组成稳定的聚合体。当TGF-β与TβR-Ⅱ、 TβR-I组成稳定的三聚体后， 其与信号传导关系密切，缺乏其中一个受体的细胞对TGF-β没有反应。TβR-I加入聚合体后 即被磷酸化，磷酸化发生在GS结构域。这种磷酸化是TβR-Ⅱ引起的而非TβR-I自身磷酸化 。若由于Ⅱ型受体激酶结构域或I型受体GS结构域的突变导致受体复合物中的I型受体未被磷 酸化，那么TGF-β的信号不能被传导。因此 ，促使TβR-I的 磷酸化是TGF-β信号传导所必 需的。
　　总之，TGF-β与持续表现激酶活性的TβR-Ⅱ直接结合，接着TβR-I识别结合了TβR-Ⅱ的 TGF-β而加入聚合体，并被TβR-Ⅱ作用而发生磷酸化。而磷酸化了的TβR-I再作用于下游 底物而将TGF-β信号传递下去［14］。

4.2　BMPs 受体的信号传导机制

　　与TGF-β信号传导稍有不同，BMPs的I、Ⅱ型受体与配体结合力都不强。当I、Ⅱ型受体形成 复合物后，才与配体有高亲和力［15］。 BMPs合成时是大的前体蛋白，经蛋白水解 作用形成活性二聚体，再与受体复合体结合，导致I型受体的磷酸化，I型受体再作 用于Smad1或Smad5使其磷酸化。Smad1或Smad5被激活后再结合Smad4，该复合物进入胞核后 ，与PDRⅡ-BF1(果蝇schnurri基因产物的一个同源物)结合形成一个活性转录调节复合体， 其与特异的启动基元结合，再作用于下游因子(如P-15，c-myc)，影响一些特定基因的转录 ，从而参与细胞的胞内生理活动［1］(图1)。

5　小结

　　BMPs及其受体的表达对于胚胎发育、器官形成具有重要作用。脊椎动物胚胎发育的 几乎 所有步骤都受到了BMPs的调控。通过负显性突变方法发现，BMPs家族成员都通过结合两种丝 氨酸/苏氨酸激酶受体(即BMPR-I、Ⅱ)发挥作用 ，其机制是典型的细胞表面接受配体信号， 胞浆内进一步处理，随后信号进入胞核的过程。而Smads的发现对于我们更深入了解BMPs信 号传导的机制具有重要意义。

刘源（第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032）
金岩（第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032）

【参考文献】

［1］　 Mehler MF , Mabie PC , Zhang DM , et al. Bone morphogenetic proteins in the nervus system . Trends Neurosci,1997, 20: 309

责任编辑：姚红祥