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骨形成蛋白（BMPs，Bone Morphogenetic Proteins）是一類具有廣泛生物活性的多功能蛋白質，屬于轉化生長因子β（TGF-β）超家族。

• 化學結構：BMPs是小分子蛋白質，范圍從11到16kD，經過蛋白水解加工形成二硫鍵連接的同源二聚體，也可以作為具有增強活性的異二聚體存在，如BMP-2/7和BMP-4/7。

• 分類：根據氨基酸序列的相似性，BMPs可以進一步分為不同的亞組，如BMP2/4、BMP5/6/7/8、BMP9/BMP10和BMP12/13/14（GDF5/6/7）等。值得注意的是，BMP-1雖然能夠誘導骨和軟骨發育，但它是一種金屬蛋白酶，在膠原成熟過程中作為前膠原C-蛋白酶發揮作用，不屬于TGF-β超家族。

生理功能

BMPs在機體中發揮著多種重要和多樣化的作用，包括：

1. 骨骼和軟骨形成：BMPs是誘導骨骼和軟骨形成的關鍵因子，能夠刺激成骨細胞增殖、分化和基質礦化，從而在骨骼發育和修復中起重要作用。

2. 胚胎形成：BMPs在胚胎形成過程中也發揮著關鍵作用，參與中胚層的形成、心臟發育等多個發育過程。

3. 器官形成和穩態：BMPs還參與多個器官的形成和穩態維持，如腎臟、眼睛、心臟等。

信號傳導機制

BMPs的信號傳導主要通過與細胞表面的受體結合來實現，具體過程如下：

1. 受體結合：BMPs與I型和II型BMP受體結合，形成異源四聚體復合物。

2. 受體磷酸化：II型受體磷酸化I型受體，從而激活I型受體的激酶活性。

3. 信號級聯反應：激活后的I型受體繼續磷酸化受體相關的SMAD蛋白（特別是SMAD1、SMAD5和SMAD8）。磷酸化的SMAD蛋白與SMAD4結合，形成三聚體復合物，并被轉移到細胞核內。

4. 基因轉錄：在細胞核內，三聚體復合物與轉錄復合物一起介導基因轉錄，從而調節細胞增殖、分化等生物學過程。

此外，BMPs的信號傳導還受到多種分子的調節，包括細胞外的拮抗劑分子（如Noggin、Chordin等）、細胞表面的輔助受體（如RGM/DRAGON家族）以及細胞質中的抑制蛋白（如SMAD6和SMAD7）等。