MAPK 级联作为反馈放大器

可逆酶级联反应（以丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 级联为例）是信号转导通路中常见的机制。关于这些通路的作用及其结构如何与功能相关联，存在诸多推测。一个普遍的结论是，这些级联反应用于放大生化信号，使得单个结合的配体分子可能产生大量的第二信使。最近的一些工作聚焦于某些 MAPK 通路中存在的一个特定特征——跨越整个级联长度的负反馈回路。这是人造工程设备反馈放大器所共有的特征。我们提出了一种新的解释：通过将反馈回路包裹在放大器周围，这些级联可能充当生化反馈放大器，从而赋予：i) 针对内部扰动的增强鲁棒性；ii) 在扩展工作范围内的线性分级响应；iii) 免受外部扰动的影响，从而实现功能模块化。我们还报告了越来越多的实验证据，支持 MAPK 相对于表皮生长因子的分级响应。这些证据支持了我们的假设，即在这些情况下，MAPK 级联可能充当反馈放大器。