ファーストメッセンジャーシステムとセカンドメッセンジャーシステムの大きな違いは、ファーストメッセンジャーシステムが細胞外のシグナル分子を指すのに対して、セカンドメッセンジャーシステムは細胞内のシグナル分子を指す点です。

第1および第2メッセンジャーシステムは、さまざまな種類のシグナル分子で構成されています。ファーストメッセンジャーは細胞外の分子で、通常はホルモンや神経伝達物質である。一方、セカンドメッセンジャーは、細胞膜の受容体から細胞内の標的へシグナルを伝える細胞内分子である。細胞内シグナル伝達プロセスは、シグナル伝達分子（リガンド）が細胞内の受容体と結合することで開始される。この結合により、受容体の細胞内構造ドメインが変化し、それによって細胞内シグナル伝達経路が引き起こされる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ファーストメッセンジャーシステムとは 3. セカンドメッセンジャーシステムとは 4. ファーストメッセンジャーシステムとセカンドメッセンジャーシステムの類似点 5. 横並び比較-ファーストメッセンジャーシステムとセカンドメッセンジャーシステムの表形式 6. まとめ

ファーストメッセンジャーシステムは何ですか？

ファーストメッセンジャーは、細胞外のシグナル伝達分子である。リガンドとも呼ばれる。細胞表面にある受容体に結合する。したがって、ファーストメッセンジャーは、細胞膜を通過できない細胞外物質である。しかし、いったんそれぞれの受容体に結合すると、細胞内活動を開始したり、細胞内変化を引き起こしたりすることができる。一般に、ファーストメッセンジャーは非常に多様である。環境因子であったり、ホルモンや神経伝達物質であったりします。さらに、ペプチドやタンパク質であることもあります。

図01：シグナル伝達経路

ファーストメッセンジャーからのシグナルを受け取るために、イオンチャネル、細胞内受容体、Gタンパク質共役型受容体、単一チャネル膜貫通型受容体などの受容体が存在します。ファーストメッセンジャーは、生体が外界からの情報を受け取るのを助ける。また、ファーストメッセンジャーは、細胞間のコミュニケーションを円滑にする。

セカンドメッセンジャーシステムは何ですか？

セカンドメッセンジャーとは、受容体から標的へ信号を送る細胞内分子のことである。細胞は、細胞外のシグナル分子にさらされると、ファーストメッセンジャーであるセカンドメッセンジャーを放出する。セカンドメッセンジャーは、細胞内の生理的なプロセスを引き起こす。これらのプロセスには、細胞増殖、分化、移動、生存、アポトーシス、筋収縮、受精、神経伝達物質の放出などが含まれます。

図02：セカンドメッセンジャーシステム

細胞内には、いくつかの異なるセカンドメッセンジャーシステムが存在します。環状アデノシン一リン酸、環状GMP、イノシトール三リン酸、ジグリセリド、カルシウムなどが挙げられます。一般にセカンドメッセンジャーは、リン脂質からなる非タンパク質の小分子である。第一メッセンジャー依存性受容体の活性化に伴い生成される。また、セカンドメッセンジャー分子は通常、細胞内で容易に拡散する小さな分子である。プロテインキナーゼを活性化することで作動する。実は、セカンドメッセンジャーはそれぞれ、特定の種類のプロテインキナーゼと関連しているのです。セカンドメッセンジャーが多環式キナーゼに結合して、元のシグナルの強さを増幅することもある。

第一とセカンドメッセンジャーシステムの共通点

• ファーストメッセンジャーシステムとセカンドメッセンジャーシステムは、シグナル伝達分子で構成されています。
• シグナルの範囲によって、パラクリン、パラクライン、エンドクリンに分類される。
• 第二のメッセンジャーは、第一のメッセンジャー依存性受容体の活性化により発生する。

第一とセカンドメッセンジャーシステムの違い

ファーストメッセンジャーは細胞内の活動を開始させることができる細胞外物質であり、セカンドメッセンジャーは受容体から細胞内のターゲットに信号を送る細胞内シグナル伝達分子である。つまり、ここが第一のメッセンジャーシステムと第二のメッセンジャーシステムの決定的な違いなのです。第一のメッセンジャーは細胞の外に現れ、第二のメッセンジャーは細胞の内側に現れる。

さらに、ファーストメッセンジャーはそれぞれの受容体に結合して働くのに対し、セカンドメッセンジャーはそれぞれのプロテインキナーゼを活性化することによって働く。したがって、この点も第一のメッセンジャーシステムと第二のメッセンジャーシステムの違いと言えるでしょう。ホルモン、神経伝達物質、ローカルメディエーターなどのメッセンジャーと、cAMP系、ホスファチジルイノシトール系、cGMP系、チロシンキナーゼ系、アラキドン酸系などの低分子がセカンドメッセンジャーと呼ばれ、種類が分かれています。

以下のインフォグラフィックは、第一のメッセンジャーと第二のメッセンジャーのシステムの違いを示しています。

概要 - 第一 vs. セカンドメッセンジャーシステム

ファーストメッセンジャーシステムとセカンドメッセンジャーシステムは、細胞内情報伝達システムに関わるシグナル分子である。ファーストメッセンジャーは細胞外のシグナル伝達分子であり、セカンドメッセンジャーは細胞内のシグナル伝達分子である。ファーストメッセンジャーは、細胞の受容体に結合し、細胞内活動を開始する。セカンドメッセンジャーは、受容体からのシグナルを受け取り、標的へと送り届ける。また、ファーストメッセンジャーには環境因子、ホルモン、神経伝達物質などがあり、セカンドメッセンジャーには環状グアノシン一リン酸（cGMP）、ジアシルグリセロール（DAG）、イノシトール三リン酸（IP3）、カルシウムイオンなどタンパク質以外の小分子がある。

引用

1 "シグナル伝達経路|細胞シグナル(論文)|Khan Academy".カーンアカデミー、2020年、こちらからご覧いただけます。カーティス、エリン、スミンダック、リチャード、ケフル、ジェニファー、ヘフナー、ダニエル、アッシェンバッハ、クリスタ、ブレナン、エリオット、チェン、ケルビン、ガマグ、カンチャナ、ランベス、フィリップ、ローラー、ジェシカ、シコラ、アーサー、ヴィクルス、ニコラス、デップマン、クリストファー。(2012).2 Curtis, Irene and Sminda, Richard and Kefle, Jennifer and Hefner, Danielle and Aschenbach, Christa and Brennan, Elliott and Chan, Kelvin and Gamache, Kanchana and Lambeth, Philip and Lawler, Jessica and Sikora, Arthur and Vikorus.ニコラスとデッパーマン、クリストファー。(2012).ファーストメッセンジャーズ. 10.1002/9780470015902.a0024167.