信号转导图在NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)。
其实对于一般的信号通路,我们基本可以通过以下途径中获得的,一个就是很ncbi中获得,另外一个就是从大的试剂公司中获得的,基本上可以满足我们常见的信号通路,而且制作都非常精美。http:/cgap.nci.nih.gov/Pathways/BioCarta_Pathways,在页面的旁边有pathway searcher,大家可以通过它找到自己需要的内容。
信号通路是指能将细胞外的分子信号经细胞膜传入细胞内发挥效应的一系列酶促反应通路。
2. 十二大经典信号通路概述
MAPK信号通路 Notch信号通路
PI3K/ALK信号通路 Hippo信号通路
RTK相关信号通路 Hedgehog信号通路
TGF-β超家族信号通路 核受体相关通路(激素类)
Wnt信号通路 JAK/STAT信号通路
NF-kB信号通路 AMPK信号通路
1)以配体命名:TGF-β、Wnt、Hedgehog;
2)受体命名:RTK、Notch、核受体相关通路(激素类);
3)关键元件:MAPK、NF-kB、Hippo、JAK/STAT、AMPK;
4)信号首尾:PI3K/ALK、NF-kB;
磷酸化:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Hippo、JAK/STAT、AMPK;
磷酸化+泛素化:Wnt、NF-kB;
蛋白剪切:Notch;
十二大信号通路绝大多数依赖受体和配体结合,进行信号传导,但Hippo信号通路中缺乏明确的受体和配体,而核受体相关通路中的IIb孤儿受体,它的配体不明确或者无配体,这就导致了 Hippo通路独特的不依赖配体和受体的信号通路 ;也存在即 担任受体又是激酶的角色,如RTK 。对于大部分通路,配体通常存在细胞质中,受体存在细胞膜上,但是注意的是 Notch信号通路的配体则位于与受体不同的另一个细胞的细胞膜上 , 核受体相关通路中,该受体却不在细胞膜上 ;在信号通路传导过程中,主要通过级联放大,这样优点就是高效。另外,通过对下游的转录因子激活,起到作用,但是值得注意的是, Hippo信号通路活化状态是导致转录因子失活 ,这一点和其他信号通路不一样。很多通路在机体内是广泛的表达,而 Hedgehog却通常不在哺乳动物成体中活化,只在胚胎发育、纤毛运动以及肿瘤发生中活化 。
接下来,我们谈谈这些通路在机体的功能,主要分生理性和病理性两部分。生理性无外乎包括个体发育,免疫细胞的活化等,而病理性包括肿瘤的发生和发展、炎症反应、组织器官的纤维化等。这样在科研设计时,我们可以将自己的研究内容与这些经典通路结合起来,站在巨人的肩膀上登高望远。
肿瘤发生发展:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Wnt、NF-kB、Notch、Hippo、Hedgehog、JAK/STAT、AMPK
免疫相关疾病:MAPK、PI3K/ALK、RTK、JAK/STAT
组织器官纤维化:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β
个体发育:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β(BMP)、Wnt、Notch、Hedgehog
组织器官再生:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β(BMP)、Wnt
免疫抑制:TGF-β
神经细胞稳态:TGF-β
炎症反应:NF-kB、JAK/STAT
损伤修复:Notch
纤毛运动:Hedgehog
代谢性疾病:核受体相关通路、JAK/STAT、AMPK
细胞增殖、凋亡:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Wnt、NF-kB、Notch、Hippo、Hedgehog、JAK/STAT、AMPK
细胞形变和迁移:PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Wnt
干细胞维持和分化:PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Wnt、Notch、Hedgehog
免疫细胞活化:PI3K/ALK、RTK、NF-kB、JAK/STAT
免疫细胞抑制:TGF-β
神经细胞分化:TGF-β
成骨细胞分化:TGF-β(BMP)
炎症细胞的活化:NF-kB
纤毛细胞的运动:Hedgehog
调节代谢:核受体相关通路、JAK/STAT、AMPK
3. 画出下图各电路图的直流通路和交流通路
红线为直流通路,蓝线为交流信号通路。
4. 经典信号通路之Wnt信号通路
1、Wnt 信号通路 简介
Wnt信号通路是一个复杂的 蛋白质 作用网络,其功能最常见于胚胎发育和癌症, 但也参与成年动物的正常生理过程.
2、Wnt信号通路的发现
Wnt得名于Wg (wingless) 与Int.wingless 基因最早在果蝇中被发现并作用于 胚胎 发育,以及成年动物的肢体形成INT 基因最早在脊椎动物中发现,位于小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)整合位点附近。Int-1 基因与 wingless 基因具有同源性。
果蝇中 wingless 基因突变 可导致无翅畸形,而 小鼠乳腺肿瘤中MMTV复制并整合入基因组可导致一种或几种Wnt基因合成增加。
3、Wnt信号通路的机制
Wnt信号通路 包括许多可调控Wnt信号分子合成的蛋白质,它们与靶细胞上的受体相互作用,而靶细胞的生理反应则来源与细胞和胞外Wnt配体的相互作用。尽管发应的发生及强度因Wnt配体, 细胞种类 及机体自身而异,信号通路中某些成分,从线虫到人类都具有很高的同源性。蛋白质的同源性提示多种各异的Wnt配体来源于各种生物的共同祖先。
经典Wnt通路描述当Wnt蛋白于细胞表面Frizzled受体家族结合后的一系列反应,包括Dishevelled受体家族蛋白质 的激活及最终细胞核内β-catenin水平的变化。 Dishevelled (DSH) 是细胞膜相关Wnt受体复合物的关键成分,它与Wnt结合后被激活,并抑制下游蛋白质复合物,包括axin、GSK-3、与APC蛋白。axin/GSK-3/APC 复合体可促进 细胞内 信号分子β-catenin的降解。当“β-catenin 降解复合物”被抑制后,胞浆内的β-catenin得以稳定存在,部分 β-catenin进入细胞核与TCF/LEF转录因子家族作用并促进特定基因的表达。
4、Wnt介导的 细胞 反应
经典Wnt信号通路介导的重要细胞反应包括:
癌症发生。Wnts, APC, axin,与 TCFs表达水平的变化均与癌症发生相关。
体轴发育。在蟾蜍卵内注射Wnt抑制剂可导致双头畸形。
形态发生。
wingless-type MMTV integration site family, member 1
识别
符号WNT1
替换符号INT1
Entrez 7471
HUGO 12774
OMIM 164820
RefSeq NM_005430
UniProt P04628
其他资料
基因座 12 q13
wingless-type MMTV integration site family, member 2
识别
符号WNT2
替换符号INT1L1
Entrez 7472
HUGO 12780
OMIM 147870
RefSeq NM_003391
UniProt P09544
其他资料
基因座 7 q31
wingless-type MMTV integration site family, member 6
识别
符号WNT6
Entrez 7475
OMIM 604663
RefSeq NM_006522
其他资料
基因座 2 q35
参考资料:
1. ^ D. C. Lie, S. A. Colamarino, H. J. Song, L. Desire, H. Mira, A. Consiglio, E. S. Lein, S. Jessberger, H. Lansford, A. R. Dearie and F. H. Gage (2005) "Wnt signalling regulates alt hippocampal neurogenesis" in Nature Volume 437, pages 1370-1375.Template:Entrez Pubmed.
2. ^ F. Rijsewijk, M. Schuermann, E. Wagenaar, P. Parren, D. Weigel and R. Nusse (1987) "The Drosophila homolog of the mouse mammary oncogene int-1 is identical to the segment polarity gene wingless" in Cell Volume 50, pages 649-657.Template:Entrez Pubmed.
3. ^ C. Nusslein-Volhard and E. Wieschaus (1980) "Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila" in Nature Volume 287, pages 795-801.Template:Entrez Pubmed.
5. R语言可视化通路富集网络图
我们输入的数据包含 gene ID 和 vector(单样本)部分,这里的 gene ID 是一个通用概念,可以是基因、转录本、酶或蛋白质。这里的 vector 可以是样本的表达量、倍数变化, p-value, 组蛋白修饰数据等可测量的属性。下面我们以一个 RNA-seq 差异分析后的数据为例,来学习 pathview 的用法。
在 KEGG PATHWAY Database 查询,例如查询小鼠的"Cell Cycle"这条通路:
得到通路 ID 为"04110",物种为"mmu"
我们通过指定 gene.data 和 pathway.id 来观察我们数据里的基因在信号通路“Pathways in cancer”上的表达变化:
相比于原始的 KEGG 图,我们可以使用 graphviz 产生一个新的布局,并且输出 PDF 格式的文件:
以下是输出结果图
如果我们想要运行的更快一点,并且不介意输出图片的大小,我们可以分图层,用 same.layer = F 将节点颜色和标签添加到另一个图层中,并且原来的 KEGG 基因标签会变成官方的 gene symbols :
在此基础上,修改 kegg.native = FALSE ,我们就可以得到一个主图与图例分成两个页面的 PDF 文件
在原始的 KEGG 视图中,一个基因节点可能代表具有相似或者冗余功能的基因/蛋白质,我们可以将这种包含多个基因的节点拆分成独立的节点,这样可以更好的从基因层面而不是节点层面来查看数据。同时也可以通过汇总基因数据来可视化节点数据:
为了画面有更好的清晰度和可读性,默认不分裂节点,也不单独标记每个成员基因。
代谢途径中,除了基因节点还有化合物节点,我们可以尝试利用代谢途径( Propanoate metabolism)整合基因数据和化合物数据。这里的化合物数据包括代谢物、药物,对它们的测量和它们的属性。在这里我们仍然使用之前 RNA-seq 差异分析的数据作为 gene data,然后,我们生成模拟化合物或代谢组数据,并加载适当的化合物 ID 类型以进行演示:
结果如下
pathview 可以集成并将多个样本或状态绘制成一个图,我们可以使用多个重复样本模拟化合物数据:
结果如下,可以看到基因节点和化合物节点被分成多份,对应不同的样本:
我们可以根据将化合物数据分为绝对值大于 5 和小于 5 两类,构成一组离散型数据:
结果如下:
Pathview 包中的主函数是 pathview() ,有着各种参数,是我们用到最多的函数。在这篇文章中,我们介绍了 pathview()的比较常见的用法,包括包安装,数据准备,以及其他有用的特性。我们也可以使用 pathxiew 的网页版,地址是 https://pathview.uncc.e/ 。此外,Pathview 在数据整合方面有很强大的功能,包含 4800 个物种,能处理的数据属性和格式包括 连续/离散数据、矩阵/矢量、单个/多个样本数据 ,包中还具有强大的 ID 转换功能,这些都值得我们进一步探索。
生活很好,有你更好
6. 什么是NO信号通路
信号通路是个很大的学问。见下图的信号通路图。
谷氨酸介导的一氧化氮(NO)的生产发生通过酸N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的突触后密度蛋白95(PSD95)神经元型一氧化氮合酶(NOS1)三元复合物。增加细胞内Ca2+刺激nNOS和钙调蛋白(CAM)的相互作用和nNOS的translocaton从质膜到细胞质。由钙调神经磷酸酶去磷酸化的nNOS催化精氨酸,瓜氨酸和一氧化氮(NO),转苷酸环化酶和各种cGMP的监管信号通路的转换。
以下是原英文介绍:Glutamatergic-mediatednitricoxide(NO)proctionoccursviatheN-methyl-D-asparticacid(NMDA)postsynapticdensityprotein95(PSD95)-neuronalnitricoxidesynthase(NOS1)ternarycomplex.TheincreasedintracellularCa2+(CaM).etocitrullineandnitricoxide(NO),s.
在Selleck官网上搜索到的NOS1相关试剂http://www.selleckchem.com/search.jsp?searchtxt=nos1
7. 信号流图的详细说明
对于复杂的系统,方框图的简化过程是冗长的。梅森(S.J.Mason)提出了一种 信号流图法,可以不需要经过任何简化,直接确定系统输入和输出变量间的联系,再利用梅森公式求出系统的传递函数。
信号流图及其术语
与图3.55所示系统方框图对应的系统信号流图如图3.56所示。由图可以看出,信号流图中的网络是由一些定向线段将一些节点连接起来组成的。下面说明这些线段和节点的含义。
(1)节点 表示变量或信号,其值等于所有进入该节点的信号之和。例如:
是图3.56中的节点。
(2)输入节点 它是只有输出的节点,也称源点。例如,图3.56中 是一个输入节
点。(3)输出节点 它是只有输入的节点,也称汇点。然而这个条件并不总是能满足的。为了满足定义的要求可引进增益为1的线段。例如,图3.56中右端点 为输出节点。
(4)混和节点 它是既有输入又有输出的节点。例如,图3.56中 是一个混和节点。
(5)支路 定向线段称为支路,其上的箭头表明信号的流向,各支路上还标明了增益,即支路的传递函数。例如,图3.56中从节点 到 为一支路,其中 为该支路的
增益。(6)通路 沿支路箭头方向穿过各相连支路的路径称为通路。
(7)前向通道 从输入节点到输出节点的通路上通过任何节点不多于一次的通路称为前向通道。例如,图3.56中的 — — 是前向通道。
(8)回路 始端与终端重合且与任何节点相交不多于一次的通道称为回路。例如,图3.56中 — — 是一条回路。
(9)不接触回路 没有任何公共节点的回路称为不接触回路。
信号流图的绘制
绘制系统的信号流图,首先必须将描述系统的线性微分方程变换成以 为变量的
代数方程;其次,线性代数方程组中每一个方程都要写成因果关系式。且在书写时,将作为“因”的一些变量写在等式右端,而把“果”的变量写在等式左端。 下面以图3.57所示的二级 电路网络为例说明信号流图的绘制步骤。
对于由两个环节(这里是两个 电路)串联而成的系统,由于后一环节的存在,影响前一环节的输出,因此两相邻环节间存在着负载效应。这时必须将它们视为一个整体来考虑。所以,根据基尔霍夫定律,可写出下列原始方程将以上各式作拉氏变换,得方程组。
8. ai怎么绘制信号通路图教程
学生物的吧?其实学会了使用AI就会绘制信号通路了啦,应该没有专门绘制信号通路图的教程,你可以先去学习AI