jelvivő ligand a jelzést a szérumban és a sejtközi állományban szállító molekula. Vagyis a jelvitelt és a jelterjedést végző molekula közös elnevezése; alapvetően mert gyakorta ugyanaz a molekula, pl. az ösztrogén, szállíthatja a jelzést a szérumban és a sejtközi állományban is.

Bármely olyan molekula lehet jelvivő, amelyik a keringés közvetítésével fajlagosan és töménységarányosan kötődik a jelfogóhoz. Ilyenek: a gázok (nitrogén-oxid), az ionok (Ca²⁺), az aminosavak (glicin), egyéb aminosav-származék kis molekulák (adrenalin) a nukleotidok (ATP), a lipidek (szabad zsírsavak, szteroid hormonok), a peptidek (inzulin), és nagyobb fehérjék (FSH, TSH) is. Egyfajta jelvivő legtöbbször egyetlen jelfogóval társul, de vannak olyanok is, amelyek különböző jelfogókkal is képesek fajlagosan kapcsolódni; más-más jelközvetítést váltanak ki. A sejtbeli jelfogókhoz kapcsolódók általában zsíroldékony kis molekulák, a sejthártyán átjutva érik el a jelfogót (ösztrogén, progeszteron, pajzsmirigy-hormonok). A jelvivőket az alábbiak szerint csoportosíthatjuk:

• Hormonok. Az endokrin jelvivőket nevezzük hormonoknak, amelyek kis mennyiségben képződnek a belső elválasztású mirigysejtekben. A szérumba került hormonok jelentősen felhígulnak, és sok le is bontódik. Többségük fehérjéhez kötve kering; szabadon általában töredéknyi mennyiség van. A hatást az utóbbiak fejtik ki – az erekből ugyanis csak a szabad hormonok lépnek ki, csak ezek kapcsolódnak a jelfogóhoz, váltanak ki sejtválaszt. (→hormonok)

• Növekedésfehérjék (growth factors). Ilyenek az EGF (epidermal growth factor), a PDGF (platelet-derived growth factor), az FGF (fibroblast growth factor), az IGF (insulin-like growth factor), a VEGF (vascular endothelial cell growth factor), a TGF (transforming growth factor), a transferrin stb. (→növekedésfehérje). Egy részük hormonként is működik, a keringési rendszeren keresztül eljuthat a test minden részébe (pl. az IGF).

• Idegingerület-átvivők (neurotransmitters). Egyszerű molekulák: a központi idegrendszer és az illesztékek (synapses) jelvivői. Az illeszték előtti idegsejtben (presynaptic fibre/nerve) vannak kis hólyagcsákban elzárva. Ingerület hatására kibocsátódnak a parányi (~0,1 μm) illesztékrésbe, és azon áthaladva kötődnek a fogadó idegsejt (postsynaptic fibre/nerve) jelfogójához; hatásukra szokásosan ioncsatornák nyílnak meg. Serkentést és fékezést is közvetítenek: a GABA (gamma-amino-vajsav) és a glicin például a központi idegrendszer egyik leggyakoribb gátló, az glutamát pedig a serkentő jelvivője. Az acetilkolin többek között az ideg–izom jelátvitelben (neuromuscular junction) vesz részt. A serkentő vagy gátló hatás attól függ, hogy milyen ioncsatorna nyílik meg. Idegingerületi jelfogó található azonban az illesztéken kívül is, például sejtközi jelvitelnél. (→idegingerület)

• Citokinek. Polipeptidek, az immunrendszer fő jelvivői. Többségüket a segítő T-sejtek termelik. A fehérvérsejtek közötti üzenetközvetítésben játszanak szerepet az interleukinek; a kifejezetten nyiroksejtek által termelt jelvivőket nevezik a limfokineknek (interferon, GM-CSF [granulocita-kolóniát serkentő tényező]). A kemokinek sejtmozgást befolyásoló hatásukról kapták a nevüket; ilyenek például az interleukin-8, MCP1 (makrofágvonzó fehérje-1). Egyéb lényeges citokinek: a TNFα (daganatelhalási tényező-α), a TGFβ (daganatnövekedési tényező-β), az erythropoietin, a thrombopoietin stb. (→citokinek)

• Gyulladásközvetítők (inflammatory mediators) és érhatású molekulák (vasoactive agents). A vérnyomást (érösszehúzódást, értágulást) és a véráramlást irányító jelvivők például az angiotensin, amely fokozza az erek összehúzódást, az ANP (atrial natriuretic peptide) lazítja az ereket. A nitrogén-oxid a legrégebben ismert értágító: az erek simaizmait lazítja, és egyidejűleg vonzza az immunsejteket is. Az érhámsejtek termelik, pillanatokig hat (sejtközi hatás). Az angiotenzin, az ANP stb. kis peptid (9–17 aminosavból áll); nagyobb fehérjék hasítása nyomán keletkezik. Gyulladásközvetítő a hisztamin: növeli a gyulladás helyén a véráramlást és az erek áteresztőképességét (izzadmány, vérsejtek kijutása). Hasonlóan hat a bradikinin, ellentétesen a szerotonin. Míg az eddig felsoroltak mind kis molekulák, az eikozanoidok többszörösen telítetlen, 20 (az eicosa‑/icosa- előtag a görög eíkosi ’20’ szóból származik) szénatomos zsírsavakból (eikozatriénsav, eikozatetraénsav [arachidonsav] és az eikozapentaénsav) származó érhatású molekulák. Többek között a prosztaglandinok (értágítók), a tromboxánok (érszűkítők) és a leukotriének (éráteresztést fokozók) tartoznak az érhatású molekuláknak ebbe a családjába. Helyileg hatnak, sajátsejtes, illetve szomszédsejtes hatású jelvivők; részt vesznek számos élettani és kóros sejtfolyamatban, például a gyulladásokban.

• Zsíroldékony molekulák (pl. a szteroidhormonok). Külön csoportba víztaszító tulajdonságuk miatt sorolják őket. A vérben fehérjék, pl. albuminok, szállítják. A sejthártya víztaszító belső rétegébe tudnak ékelődni, ezt érzékelik a sejtben lévő jelfogók. Ezek a fehérjék a sejthártyához vándorolva kötik meg a hormont, és szállítják a sejtmagba. A szteroid és más zsíroldékony hormonok ezáltal közvetlenül befolyásolják a gén kifejeződését. A szteroid szerkezetű hormonok a leggyakoribb zsíroldékony hormonok, öt fajtájukat különböztetik meg: ezek a glikokortikoidok, a mineralokortikoidok, az androgének, az ösztrogének és a progeszteronok.

• Sejtközi állomány és a szomszéd sejt. Mindkettő önmagában is jelközvetítő. A sejtközi állomány fehérje és szénhidrát természetű alapanyagai (fibronektin, kollagén, glükozaminoglikán,) kölcsönhatásban vannak a sejtek egyfajta tapadó- (adhesion) molekuláival (integrinek, „link” család), amelyek jelfogóként is viselkednek (outside-in signal). Jelszállítás végbemegy még a sejt-sejtkapcsolódásokban, pl. a hámsejtek–dezmoszóma kapcsolata a NOTCH-jelútban.

• Más szervezeten kívüli jelvivők (exogenous substances). Más szervezetek, mikrobák által keletkezett molekulák, vegyi anyagok; és ide sorolhatók bizonyos gyógyszerek is – a jelfogóhoz kapcsolódó gyógyszereket a nemzetközi irodalom ligand-binding vagy receptor occupation gyógyszereknek nevezi, magyarul: jelfogókapcsolt* gyógyszerek.

A jelvivőket csoportosíthatjuk oldhatóságuk alapján is. A sejtfelszíni jelfogókhoz kapcsolódók lehetnek vízben oldódó vagy nem oldódó molekulák. A sejthártyán értelemszerűen csak a zsírban oldódó jelvivők juthatnak át, csak az ilyenek kötődhetnek a sejtben lévő jelfogókhoz.

Nem csak jelvivő hatású jelvivők:

• Glutamát: a sejten kívül általában lebontási termék, és hatástalan, de ha az illesztékben (synapsis) keletkezik, ingerületátvivőként működik.

• Gasztrin: a bélsejtekben termelődő hormon. Ám képződik a központi idegrendszerben is, ahol ingerületátvivő.

• Szomatosztatin: a hypothalamusban képződik, és gátolja a növekedési hormont. A központi idegrendszer más részében ingerületátvivő és idegmódosító, a hasnyálmirigyben és a májban pedig sejtközi jelvivő.

jelvivő–jelfogó kapcsolódás a jelvivőnek a jelfogó jelvivő kötéshelyéhez* (ligand binding site, orthosteric site) való kötődése térszerkezeti illeszkedéssel – vagyis csakis a hozzá illeszkedő jelfogó társulhat; ez biztosítja a kapcsolódás fajlagosságát. Nemegyszer a társulással a kötődés bekövetkezte még nem elegendő, teljessé a jelfogónak a társulás következtében bekövetkező alakváltozásával válik. Ezt – miként az enzimekben – kiváltott illeszkedésnek* (induced fit) nevezzük. A kapcsolódás nem elektronkötésű; egyetlen kivétel a retina fényjelfogójához (rodopszin) kapcsolódó retinál, amely elektronpárral társul. Általában gyenge kötések (ionos kötés, hidrogénkötés, töltéskötés, víztaszító kölcsönhatás, van der Waals-kölcsönhatás) hozzák létre. A nagymolekulák több ponton is kapcsolódhatnak felszíni vonzással.

A jelviteli kapcsolódás rendszerint átmeneti (a jelvivő bizonyos idő után elválik, lebontódik), de lehet tartós is. A kapcsolódási erőt az elválási állandóval* (equilibrium dissociation constant, K_D) fejezzük ki. A jelátvitelt közvetítő jelfogó legtöbbször bekerül a sejtbe (internalisation), és egy rövid ideig még a sejtben is átadja a jelet. A jelfogóhoz erősen kapcsolt jelvivő a jelfogóval együtt kerül a beltestecsbe, ahol elválik a jelfogótól és lebomlik – nem jut a sejtplazmába. A sejtbe került jelfogó általában lebomlik, de az sem ritka, hogy újra visszakerül és működésbe lép a sejthártyán.

A jelvivő–jelfogó kötődését befolyásolja a:

▪ Jelvivő kötődési hajlama (ligand affinity) és a jelvivők töménysége. A jelvivő kötődési hajlama lehet gyenge (low-affinity) és erős (high-affinity). Gyenge hajlamú az a jelvivő, amely létezésének nagyobb részét szabadon, nem a jelfogóhoz fűződve tölti, az erős hajlamú pedig a fordítottja. Az előbbi esetben a jelfogó csak úgy tudja átadni a jelet, ha az egyik jelvivőt azonnal másik és megint másik követi; tehát sok jelvivő szükséges (mikromól töménységben). Ha korlátozott a jelvitel tere, mint az illesztékekben (synapsis), a gyenge jelvivő is nagy töménységben lehet jelen. Az erős kötődési hajlamú jelvivőkben már csekély mennyiség is képes a jelátvitel kiváltására, azaz ezek kis töménységben (nanomól) is hatásosak. A gyenge vonzódású jelvivő előnye a leállítás egyszerű volta, számuk csökkenésével azonnal megszűnik a jelátvitel, vagyis gyors a ki-be kapcsolás, amely például az izom-összehúzódásokban lényeges.

▪ Jelfogók száma. Egy-egy sejten egy-egy fajta jelfogóból 10 000 is jelen lehet. A jelfogók száma lényeges: csak ha sok van, akkor képesek elegendő számban megkötni a jelvivőt: a kapcsolt jelfogók száma ugyanis, adott jelvivő és töménység mellett, arányos a sejthártyában eleve megtalálható jelfogók számával. Másként: ha sok a jelfogó, kevesebb jelvivő is elegendő azonos jelátvitel létrehozásához. A sejt képes szabályozni a kifejeződő jelfogók számát, például, ha nagyon sok a jelvivő a környezetében, csökkenti (visszajelzés, feedback) – ezt nevezi a nemzetközi irodalom úgy, hogy receptor down-regulation (jelfogócsökkentés*). A jelfogók kifejeződésének mérséklése fontos védekezés a túlterheltséggel szemben. A túlterheltség elleni védekezés másik módja a jelfogó jeltovábbítással szembeni ellenállásának növelése, amelyet a sejt sokszor a jelfogó sejtplazmai részének foszforilezésével ér el.

• Jelfogók kötőképessége (receptor affinity) azt fejezi ki, hogy a jelfogó milyen erősen képes kapcsolni a jelvivőt.

A jelvivő–jelfogó kapcsolódás következtében megváltozik a jelfogó térhelyzete (conformational changes): módosulnak a nem elektronkötések. A jelfogó fehérje elsődleges szerkezete (elektronkötések) érintetlen marad. A jelfogó térhelyzeti változásának háromféle közvetlen következménye lehet:

• szabaddá válnak a jelfogó sejten belüli kötőhelyei,

• az enzimműködésű jelfogók enzimegységei gerjesztődhetnek (foszforileződhetnek),

• az ioncsatorna működésű jelfogóknál megnyílnak az ioncsatornák.

A jelfogók kötőhelyéhez azonban csatolódhatnak molekulák térszerkezeti változtatás nélkül is; ilyenek pl. azok a gátlók, amelyek csupán lefedik a jelfogót, avagy a gázok stb.

fehérjekapcsolódások protein bindings a fehérjék kapcsolódása ionokkal, kis molekulákkal vagy nagymolekutákkal. Két változata a fehérjék kötődése és a fehérjék társulása.

▪ fehérjekötődés vegykötésekkel létrejövő fehérjekapcsolódás; a kapcsolódást a vegykötés hozza létre. Lehet elektronkötéssel vagy gyenge kötésekkel létrjövő, pl. →jelvivő–jelfogó kötődés. (→gomoly)

▪ fehérjetársulás szerkezeti illeszkedésből keletkező kapcsolódás, nem vegykötés alakítja ki. Vegykötés másodlagosan, a kapcsolódást követően jön létre; pl.→fehérje–fehérje társulás. Sajátos formája a kiváltott illeszkedés (induced fit), amikor a fehérjetársulás következtében létrejövő térszerkezeti változás alakítja ki a teljes illeszkedéshez szükséges térszerkezetet. (→jelvivő–jelfogó kötődés)

A fehérjék szokásosan sajátos szerkezeti egységeikkel, a gomolyokkal kapcsolódnak egymáshoz. (→gomolyok)