细胞凋亡信号通路详细资料与总结.ppt

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 Cysteineasparticacidspecificprotease 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 inhibitorsofapoptosisproteins 属于一个庞大的蛋白家族 它们能通过BIR结构域 baculovirusIAPrepeatsdomain 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 activatedDnase 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 Deathdomain DD 的胞内区 Fas的配体FasL Fasligand 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 associateddeathdomain 的DD区结合 而后FADD的N端DED区 deatheffectordomain 就能与Caspase 8 或 10 前体蛋白结合 形成DISC death inducingsignalingcomplex 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 celllymphoma 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 transmembraneregion 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KatjaC Zimmermann等2001 当Caspase8活化后 它一方面作用Procaspase3 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Cytc释放 Cytc与胞质中Ced4同源物Apaf 1 凋亡蛋白酶活化因子apoptosisproteaseactivatingfactor 结合并活Apaf 1 活化的Apaf 1再活化Procaspase9 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