骨形成蛋白（BMPs，Bone Morphogenetic Proteins）是一类具有广泛生物活性的多功能蛋白质，属于转化生长因子β（TGF-β）超家族。

• 化学结构：BMPs是小分子蛋白质，范围从11到16kD，经过蛋白水解加工形成二硫键连接的同源二聚体，也可以作为具有增强活性的异二聚体存在，如BMP-2/7和BMP-4/7。

• 分类：根据氨基酸序列的相似性，BMPs可以进一步分为不同的亚组，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虽然能够诱导骨和软骨发育，但它是一种金属蛋白酶，在胶原成熟过程中作为前胶原C-蛋白酶发挥作用，不属于TGF-β超家族。

生理功能

BMPs在机体中发挥着多种重要和多样化的作用，包括：

1. 骨骼和软骨形成：BMPs是诱导骨骼和软骨形成的关键因子，能够刺激成骨细胞增殖、分化和基质矿化，从而在骨骼发育和修复中起重要作用。

2. 胚胎形成：BMPs在胚胎形成过程中也发挥着关键作用，参与中胚层的形成、心脏发育等多个发育过程。

3. 器官形成和稳态：BMPs还参与多个器官的形成和稳态维持，如肾脏、眼睛、心脏等。

信号传导机制

BMPs的信号传导主要通过与细胞表面的受体结合来实现，具体过程如下：

1. 受体结合：BMPs与I型和II型BMP受体结合，形成异源四聚体复合物。

2. 受体磷酸化：II型受体磷酸化I型受体，从而激活I型受体的激酶活性。

3. 信号级联反应：激活后的I型受体继续磷酸化受体相关的SMAD蛋白（特别是SMAD1、SMAD5和SMAD8）。磷酸化的SMAD蛋白与SMAD4结合，形成三聚体复合物，并被转移到细胞核内。

4. 基因转录：在细胞核内，三聚体复合物与转录复合物一起介导基因转录，从而调节细胞增殖、分化等生物学过程。

此外，BMPs的信号传导还受到多种分子的调节，包括细胞外的拮抗剂分子（如Noggin、Chordin等）、细胞表面的辅助受体（如RGM/DRAGON家族）以及细胞质中的抑制蛋白（如SMAD6和SMAD7）等。