Översikt över reaktionsvägar för second messengers

Table 2: Tre signaleringssystem för second messengers

Extern signal	Receptor	Omvandlande G-protein	Primär effektor	Second messenger	Sekundär effektor
Norepinefrin	$\beta$-adrenergisk receptor	G$_{s}$	Adenylyl cyklas	cAMP	cAMP-beroende proteinkinas (PKA)
ACh	Muskarin ACh-receptor	G$_{q}$	PLC	IP$_{3}$ och DAG	Ca $^\textrm{2+}$-frisättning och PKC
Histamin	Histaminreceptor	G$_{?}$	PLA$_{2}$	Arachidon-syra	5-lipoxygenas, 12-lipoxygenas och cyklo-oxygenas

PKA, det primära målet för cAMP, har flera viktiga substrat i neuronen. Till dessa hör såväl spännings- som ligandberoende jonkanaler, synaptiska vesikelproteiner, enzymer involverade i transmittersyntes samt proteiner som styr gentranskription.

IP$_{3}$ som bildas tillsammans med DAG från fosfatidyl-inositol-4,5-bisfosfat stimulerar ER att frisläppa Ca $^\textrm{2+}$ genom att docka med IP$_{3}$-receptorer i vilka sedan fungerar som Ca $^\textrm{2+}$-kanaler. Ökad kalciummängd triggar många biokemiska processer och öppnar även kalciumaktiverade jonkanaler i cellmembranet.

Arachidonsyra bildas då ett receptoraktiverat G-protein aktiverar PLA$_{2}$ som klyver fosfatidyl-inositol-4,5-bisfosfat till denna syra och PI. Den metaboliseras sedan av lipoxygenas till hydroperoxieikosatetraeno-syra (HPETE) samt av cyklooxigenas till prostaglandin och thromboxaner. 12-HPETE har visat sig modulera jonkanaler för vissa specifika synapser.

Tyrosinkinaser binder olika signalpeptider, som t ex EGF, FGF, NGF, BNDF samt insulin. De verkar genom dimerisation tillsammans med en annan tyrosinkinasreceptor, då de inträder i ett aktivt läge. I detta läge fosforylerar de andra proteiner i cytoplasman och signalkaskader av olika verkan uppkommer. Dessa påverkar neuronal överlevnad och differentiering och är således ganska ofta inblandade i relativt långsamma processer, även om det förekommer att tyrosinkinaser har en viss modulerande verkan vilken sker under en kortare tidsförlopp.

Second messengers förekommer även i gasform som CO och NO. Dessa gaser har framförallt tre för signalering intressanta egenskaper:

1. De passerar lätt genom cellmembran
2. De påverkar närliggande celler utan inblandning av ytreceptorer
3. De är extremt kortlivade

Bägge två stimulerar cGMP syntes genom att aktivering av guanylylcyklas. cGMP verkar direkt på jonkanaler i retinala stavceller. De största kvantiteterna av cGMP-beroende fosforylering sker dock i Purkinjeceller i cerebellum där cGMP-kaskader bidrar till långtidsdepression av synaptisk transmission.