介导细胞凋亡的信号通路ppt课件

第一讲： 介导细胞凋亡的 信号通路 一、概念： 细胞凋亡 是指为维持内环境稳定，由基因 控制的细胞自主的有序的死亡。不是一件被动 的过程，而是主动过程。 即细胞程序性死亡 （ programmed cell death， PCD） 细胞凋亡与坏死的区别 凋亡时细胞的形态学改变 空泡化 固缩 出芽 边集 凋亡小体 1、形态学特征： 二、 细胞凋亡的生物学特征 2、生化特征 ： 胞浆内 Ca2+浓度升高。 DNA内切酶活性被激活升高，双链 DNA在 核小体之间切断形成 10185bp为基数的有序 片段。 型谷氨酰胺转移酶和需钙蛋白酶 （ Calpain） 活性升高。 细胞凋亡的生化改变 DNA的片段 化断裂 蛋白质的降解 典型凋亡细胞 DNA琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带） 三、细胞凋亡的过程及机制 接受 凋亡信号 凋亡调控分子间的相互作用 蛋白水解酶（ caspases）的活化 凋亡的级联反应 重点： 介导细胞凋亡的信号通路机制 信号通路 （哺乳动物） 受体介导的细胞凋亡途径 传统信号介导 线粒体 介导 其他介导途径 线粒体在细胞凋亡中发挥着主开关的作用 ,被形象 地称为细胞凋亡的 “燃烧室” ，也是细胞凋亡的 又一 “战场” 。 线粒体控制细胞死亡的证据 在细胞死亡前都有 线粒体膜通透性改变 原凋亡效应物 （ proapoptotic effectors） 可作用 于线粒体膜 ； Bcl-2家族中抑制凋亡的成员能与线粒体膜蛋白 产生交叉反应， 而抑制细胞凋亡； 通过特异性药物 抑制线粒体膜的通透性可阻止或 延缓细胞死亡； 无细胞系统（ cell-free system）已 分离出 一些 线 粒体蛋白 ，它们 具有水解酶 （如 caspase和 nuclease） 活性 。 线粒体 介导的细胞凋亡途径 一、关键分子： cyt c （细胞色素 C） 幻灯片 25 细胞色素 C的释放 是凋亡发生的关键事件， 也是线粒体参与凋亡的 主要方式 cyt c释放的具体机制有两种途径： （一）、线粒体释放 cyto c , 受 Bcl-2 蛋白 家族 调控 幻灯片 32 1、 Bcl-2、 Bcxl 与 VDAC结合 ,通道关闭 ; （备注： VDAC 是外膜离子通道， 也是 cyto c 释放的通道） 2、 Bax、 Bak 能加速 VDAC 开放 , cyt c释放。 线粒体外膜 通透性 增高 胞质中出现 Cyt C 与细胞浆中成分作用 激活 caspases 诱导细胞凋亡的发生 如染色质浓缩和核碎裂 细胞凋亡的两条通路：膜受体通路、线粒体通路 3. P53与细胞凋亡 （ 肿瘤抑制基因 ） P53的产物主要存在于 细胞核 内，在依赖 P53蛋白 的细胞凋亡中， P53基因是通过调节 Bc1-2和 Bax 基因的表达来影响细胞凋亡的 。 P53蛋白能特异 地抑制 Bc1-2的表达，相反对 Bax的表达则有明显 的促进作用 。研究表明， P53蛋白是 Bax基因的直 接的转录活化因子。在这些细胞中， P53蛋白的 积累和活动引起了细胞凋亡。 4、 活性氧（ ROS） 的生成增加、 Ca 2+内流 增加也以促进 Cyt C的释放 ， 从而导致细胞损伤。 二、 线粒体通透性转换孔 (PTP) 开放 线粒体通透性 转换孔 (PTP) 开放 膜电位崩溃、外膜破裂 内膜通透性增加 线粒体基质膨胀 外膜皱襞少，表面积小，易破裂 释放膜间促凋亡蛋白 诱导细胞凋亡 三、线粒体介导的细胞凋亡的其他途径： 1、 射线或神经酰胺等，破坏线粒体内电子 传递和能量代谢，细胞凋亡。 2、释放 DPF（ death promoting factor） 即死亡促进因子。 3、释放氧自由基 4、线粒体膜渗透性改变，线粒体内高渗 状态细胞骨架蛋白受压 凋亡 一、死亡受体的信号途径 参与死亡受体信号转导的接头蛋白： （死亡结构 域蛋白 death domain protein） TRADD： TNF受体相关死亡结构域蛋白 TNF+TNFRI（死亡结构域） + TRADD 细胞凋 亡 FADD： Fas相关死亡结构域蛋白 FasL+Fas （死亡结构域） +FADD 细胞凋亡 RIP：受体相互作用蛋白 CRADD：含有死亡结构域的 caspase和 RIP接头 蛋白 MADD：活化 MAP激酶的死亡结构域蛋白 细胞凋亡的膜受体通路 FASL+FAS +FADD 凋亡诱导复合物（ DISC） 胞质中游离的 caspase8聚集到这个复合物上 细胞有足够 caspase8 细胞 caspase8浓度不够 死亡受体活化， 切割 Bid tBid从胞质到线粒体 细胞凋亡 CtyC 释放 二、传统传统信号介导的细胞凋亡 1、 G蛋白信号途径： 2、 cAMP信号途径： 3、酶蛋白信号通路： 4、 Ca2+浓度与细胞凋亡： Mitochondria in Apoptosis 四、其他途径： 1、 T细胞受体信号转导途径。 2、粘附因子与细胞凋亡。 3、活性氧与细胞凋亡。 4、内质网介导的细胞凋亡。 cyt c是第一种被发现的线粒体 释放促凋亡蛋白 ，是线粒体呼吸链的 重要组成部分。正常情况下 cyt c是 一个定位于线粒体膜间隙的水溶性蛋白， 稳定地结合于线粒体内膜，不能通过 外膜。 幻灯片 13 备注： Bcl-2 蛋白家族的三级结构分析显示 ,它们 具有成孔道的结构域 ,Bcl2xl 、 Bcl-2、 Bax、 Bid 等均可结合到人工膜上 ,形成离子通道 。 幻灯片 15 1、 Bcl-2 如在线粒体外膜上 高表达 ,一方面 与 Bid、 Bax 结合 ,抑制 cyto c 释放 的正反 馈机制 ;另一方面 ,它有“质子泵”的功能 ,使 线粒体内呼吸产生的 H+ 外泵至胞浆 ,维持 跨膜电位 m ,减少活性氧 生成 ,抑制凋亡 。 幻灯片 15 2、在细胞存活状态下 ,Bax 以 BH3 结构域 与 Bcl-2 及 Bcl2xl 的 BH3 结构域形成异质 二聚体。当细胞内 Bax 类型的 BH3 结构域 增多时 , 或注入单纯的 Bax BH3 结构域 ,或 Bid、 Bak、 Bad 等表达增多， 都能使 Bax 从异二聚体中解离出来 ,从胞浆转位至线粒 体外膜上 ,引起促凋亡因子（ cyto c ）释放 。 幻灯片 15 此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！