细胞凋亡信号通路详细资料与总结

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物信号转导,细胞凋亡信号通路,（1）Caspase蛋白,（2）线粒体凋亡通路,（3）死亡受体介导的凋亡通路,（4）p53蛋白,（5）Bcl-2家族蛋白,电子云密度大，黑,细胞凋亡的途径主要有两条,一条是通过,胞外信号激活,细胞内的,凋亡酶,caspase,一条是通过,线粒体,释放凋亡酶激活因子激活,caspase,Caspase 家族,与凋亡,1、Caspase家族,Caspase,属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的,ced-3,，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点：,酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性,；,裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，所以命名为,caspase,（,C,ysteine,a,spartic acid,sp,ecific prote,ase,），方便起见称之为凋亡酶；,都是由两大、两小亚基组成的,异四聚体,，大、小亚基由同一基因编码，,前体被切割后产生两个活性亚基,。,caspase,超家族成员及其相应底物,启动者（,initiator,）：如,caspase-8,、,9,，,受到信号后，能通过自剪接而激活，然后引起,caspase,级联反应，如,caspase-8,可依次激活,caspase-3,、,6,、,7,。,执行者（,executioner,或,effector,）：如,caspase-3,、,6,、,7,，,它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通过自催化或自剪接的方式激活；,细胞中还具有,caspase,的,抑制因子,，称为,IAPs,（,inhibitors of apoptosis proteins,），属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过,BIR,结构域（,baculovirus IAP repeats domain,）与,caspase,结合，抑制其活性，如,XIAP,。,Bcl-2,家族，结合抑制。,Caspase,自身以非活化的,Procaspase,存在，其激活依赖于其他的,Caspase,在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化。,Caspase-8,自剪切活化，激活,Caspase-3,，,Caspase-7,成为凋亡的执行者。,Caspase-3,激活,Caspase-6,。,Caspase,可降解结构蛋白、信号蛋白、转录调控蛋白、周期蛋白等等。,Caspase,还,可降解,CAD,的调节蛋白，释放出,CAD,，,CAD,进入细胞核降,解,DNA,。,CAD,为,caspase-activated Dnase,（脱氧核苷酸酶），存在于胞质中。,细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）,死亡受体凋亡通路,fas,又称作,APO-1,，,TNFR,（肿瘤坏死因子,受体）和,NGF,受体家族,。,1993,年人白细胞分型国际会议,统一命名为,CD95,。,Fas,蛋白（受体）与,Fas,配体组成,Fas,系统，二者的结合导致靶细胞走向凋亡。,Fas,具有三个富含,半胱氨酸,的胞外区和一个称为,死亡结构域（Death domain，DD）,的胞内区。,Fas,的配体,FasL,（,Fas ligand,）,与,Fas,结合后，,Fas,三聚化使胞内的,DD,区构象改变，然后与接头蛋白,FADD,（,Fas-associated death domain,）的,DD,区结合，而后,FADD,的,N,端,DED,区（,death effector domain,）就能与,Caspase-8,（或,-10,）前体蛋白结合，形成,DISC(death-inducing signaling complex),，引起,caspase-8,、,10,通过自身剪激活，它们启动,caspase,的级联反应，使,caspase-3、-6、-7,激活，这几种,Caspase,可降解胞内结构蛋白和功能蛋白，最终导致细胞凋亡。,=TNF,fas,又称作,APO-1,，属,TNF,肿瘤坏死因子,受体和,NGF,受体家族,。,1993,年人白细胞分型国际会议,统一命名为,CD95,。,Fas,蛋白（受体）与,Fas,配体组成,Fas,系统，二者的结合导致靶细胞走向凋亡。,Bcl-2,家族,Bcl-2,是一种原癌基因，名称来源于,B,细胞淋巴瘤,/,白血病,-2(B-cell lymphoma/Leukemia-2,，,bcl-2),。,bcl-2,蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于线粒体外膜、核膜及部分内质网中。,Bcl-2,家族成员都含有,1-4,个,Bcl-2,同源结构域（,BH1-4,），,并且通常,羧基末端有一穿膜的结构域,(transmembrane region,，,TM),。,其中,BH4,是抗凋亡蛋白所特有的结构域，,BH3,是与促进凋亡有关的结构域,。,根据功能和结构可将,Bcl-2,基因家族分为两类：,-,抗凋亡的（,anti-apoptotic,），如：,Bcl-2,、,Bcl-xl,、,Bcl-w,、,Mcl-1,；,-,促进凋亡的（,pro-apoptotic,），如：,Bax,、,Bak,、,Bad,、,Bid,、,Bim,，在促凋亡蛋白中还有一类仅含,BH3,结构，如,Bid,、,Bad,、,PUMA,。,BCL-2,家族成员,Bcl-2,家族,引自,Katja C.Zimmermann,等,2001,当,Caspase8,活化后，它一方面作用,Pro,caspase3,，另一方面使,Bid,裂解,成,2,个片段，其中,含,BH3,结构域的,C-,端片段被运送到线粒体，与,Bcl-2/Bax,的,BH3,结构域形成复合物，导致,Cyt c,释放,。,Cyt c,与胞质中,Ced4,同源物,Apaf-1,（凋亡蛋白酶活化因子,apoptosis protease activating factor,）结合并活,Apaf-1,，活化的,Apaf-1,再活化,Pro,caspase9,，最后引起细胞凋亡。,p53,p53,是一种抑癌基因，其生物学功能是,在,G,期监视,DNA,的完整性。,如有损伤，则抑制细胞增殖，直到,DNA,修复完成。如果,DNA,不能被修复，则诱导其调亡。,在依赖,P53,蛋白的细胞凋亡中，,P53,蛋白能特异地抑制,Bcl-2,的表达，但对,Bax,的表达则有明显的促进作用。在这些细胞中，,P53,蛋白的积累和活动引起了细胞凋亡。,信号转导研究方法,免疫共沉淀,荧光共振能量转移（FRET）,荧光漂白恢复,荧光相关光谱,免疫荧光显微技术,电镜显微技术,