支架蛋白

生物学领域术语

在生物学中，支架蛋白(scaffold protein)是许多关键信号通路中的重要调控因子。尽管支架蛋白的功能没有被严格定义，但是它们与信号通路中的多个成分互相作用或结合，形成复合体。在这些信号通路中，支架蛋白调控信号转导，并将通路组分（以复合体的形式）定位在细胞的特定区域，诸如细胞膜、细胞质基质、细胞核、高尔基体、内体及线粒体。

研究历史

历史上第一个发现的支架蛋白是出芽酵母的ste5蛋白。研究显示ste5的三个不同区域分别与蛋白激酶ste11，ste7及fus3结合，形成多激酶复合体。

功能

支架蛋白至少通过以下四种方式发挥作用：束缚信号组分，将组分定位在细胞的特定区域中，通过协助正反馈或负反馈信号来调控信号转导，以及将正确的信号蛋白与和它竞争的蛋白隔离。

束缚信号组分

这是支架蛋白最基本的功能。支架蛋白将一系列信号组分聚合成复合体。这样的聚合可能能通过组织信号蛋白间的不必要反应来增强信号转导特异性，并通过提高支架蛋白复合物中组分的邻近度及有效浓度增强信号转导效率。支架蛋白增强特异性的一个常见例子是一个支架蛋白同时结合一个蛋白激酶和它的底物，从而保证特异的激酶磷酸化。此外，一些信号蛋白需要多次反应来激活，信号蛋白聚合可能能将这些反应转化为一次造成多种修饰的反应。因为与信号蛋白的反应可能造成这些信号组分的变构，支架蛋白也可能起到催化作用。这些变构可能能增强或抑制信号蛋白的活性。例如，有研究提出，促分裂素原活化蛋白激酶（MAPK）通路中的ste5支架蛋白通过fus3促分裂素活化蛋白激酶指示交配信号，方式是通过催化激活fus3的激酶（MAPKK Ste7）来解锁fus3。

信号组分定位

支架蛋白将信号组分定位在细胞的特定区域中，这个过程在信号中间物的局部产生中很重要。一个特别的例子是A型激酶锚定蛋白（AKAP），它将环腺苷酸依赖性蛋白激酶（即蛋白激酶A，PKA）定位在细胞里的不同位置。这样的定位可以局部调控PKA，使得PKA可以在局部区域磷酸化它的底物。

正反馈和负反馈

许多关于支架蛋白如何协助正反馈和负反馈调节的假设来自合成支架蛋白及数学建模。在三激酶信号串联中，支架蛋白与所有三个激酶结合，增强激酶特异性，并通过将激酶磷酸化限定于一个下游靶标来限制激酶磷酸化。这些功能可能与支架蛋白与激酶间的反应、细胞中基础的磷酸酶活动、支架蛋白及信号组分表达水平的稳定性有关。

隔离信号蛋白

反转活性状态及诱导信号组分降解的酶经常使信号通路失去活性。有研究提出支架蛋白保护活化的信号分子免于失活和（或）降解。数学建模显示，没有支架蛋白的串联激酶在它们磷酸化下游靶标之前被磷酸酶去磷酸化的概率更高。更进一步，有研究显示支架蛋白将激酶和与底物及ATP相竞争的抑制剂隔离。

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