分子生物學(xué)筆記完全版

1、分子生物學(xué)箔記 第一章基因的結(jié)構(gòu)第一節(jié)基因和基因組一、基因(gene)是合成一種功能蛋白或RNA分子所必須的全部DA序列.一個典型的真核基因包括編碼序列一外顯子(exon)插入外顯子之間的非編碼序列一內(nèi)合子(intron)5-端和3-端非翻譯區(qū) (UTR)調(diào)控序列(可位于上述三種序列中)絕大多數(shù)真核基因是斷裂基因(split-gene),外顯子不連續(xù)。 二、基因組(genome) 一特定生物體的整套(單倍體)遺傳物質(zhì)的總和，基因組的大小用全部DNA的堿基對 總數(shù)表示。人基因組3X1 09(30億bp),共編碼約10萬個基因。每種真核生物的玳倍體基因組中的全部DXA量稱為C值，與進化的更雜性并不

2、一致(C-value Paradox)。人類基因組計劃(human genome project, HGP)基因組學(xué)(genomics),結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(structural genomics)和功能基因組學(xué)(functional genomics): 蛋白質(zhì)組(proteome)和蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)第二節(jié)真核生物基因組一、真核生物基因組的特點：，真核基因組DNA在細胞核內(nèi)處于以核小體為基本中位的染色體結(jié)構(gòu)中.真核基因組中，編碼序列只占整個基因組的很小部分(23%),三、基因家族(gene family) 一組功能相似且核甘酸序列具有同源性的基因.可能由某一共同祖先基因 (anc

3、estral gene)經(jīng)重且(duplication)和突變產(chǎn)生。基因家族的特點：基伙I家族的成員可以串聯(lián)排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串聯(lián)重受基因(tandemly repeated genes),如rRNA、tRNA和組蛋白的基因：有些基因家族的成員也可位于不同的染色體上，如珠蛋白基 因：有些成員不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物,這種基因稱為假基因(Pseudogene). Wal表示與al相似的假 基因.四、超基因家族(Suporgono family , Superfamily)由基因家族和小基因組成的大基因家族,結(jié)構(gòu)上有 程度不等的同源性，但功能不同.第四節(jié)細菌和病毒基

4、因組一、細菌基因組的特點.1 .功能相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)基因往往串聯(lián)在一起，受它們上游的共同調(diào)控區(qū)控制，形成操縱子結(jié)構(gòu).2 .結(jié)構(gòu)基因中沒有內(nèi)含子，也無重登現(xiàn)象。3 .細菌DNA大部分為編碼序列。二、病毒基因組的特點1 .每種病毒只有一種核酸,或者DXA,或者RNA：2 .病毒核酸大小差別很大，3X103 - 3X106bp：3 .除逆病毒外，所有病毒基因都是集拷貝的。4 .大部份病毒核酸是由一條雙鏈或服處分子(RNA或DNA),僅少數(shù)RNA病毒由幾個核酸片段組成.5 .真核病毒基因有內(nèi)含子，而噬菌體(感染細菌的病毒)基因中無內(nèi)含子.6 .有重登基因.第五節(jié)染色質(zhì)和染色體(二)組蛋白(histone

5、)： 一類小的帶有豐富正電荷富含Lys, Arg)的核蛋白，與DXA有高親和力.(二).端粒(“l(fā)omer。)：真核生物線狀染色體分子末端的DXA區(qū)域端粒DNA的特點：1、由富含G的簡玳串聯(lián)重亞序列組成(長達數(shù)kb).人的端粒DNA重豆序列：TTAGGCo若品2、端粒的末端都有一條12-16堿基的單鏈3端突出。端粒的作用：防止DNA末端降解，保證染色體的穩(wěn)定性和功能(三，豆制原點第二章DNA的友制、修復(fù)和重組第一節(jié)DXA的曳制(DA Replication) 一、DNA復(fù)制的基本特性1 .半保留性(Semi-Conservative)2 .雙向夏制(一般) 豆制起始點(origin)兩側(cè)身制叉

6、二豆制玳位(更制子，Repl icon) 3 .半不連續(xù)性 (Semi-discontinuous)前導(dǎo)鏈(leading strand)一連續(xù)合成，隨從性(Lagging Strand)-不連續(xù)，由崗崎片段(okazaki fragment) 連接而成.二、DNA復(fù)制必需的成份(其核生物)1.染色體DNA豆制必需三種核甘酸序列且制起點者絲粒端粒.2. RNA引物(RXA Primer)一般帶游離31 -0H末端.3,參加DNA復(fù)制的主要醪和蛋白質(zhì)DXA聚合成(DNA Polymerase)真核DNA更制的主要的DNA Pol a/6 ,功能：從5-S方向延伸與模板 互補的子代徒,引發(fā)他(Pr

7、imase)與其他多種蛋白組成多蛋白亞合體-弓I發(fā)體(Pnmosome).催化RXA引物 合成和夏制起始.DNA連接的(DMA Ligase) 催化一個雙鋅DNA的5磷酸與另一雙鏈DNA的3,-0H形成 璘酸二曲鍵.DNA解世前(DNA Helicase),打開DNA雙倍.增殖細胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen. PCNA)輔助催化前導(dǎo)鏈合成.端粒陶(Telomerase)末端亞制問題。端粒的負責(zé)染色體末端(端粒)受制,是由RXA和蛋白質(zhì)組成的核糖核蛋白.其中的RNA成分是端粒更制的模 板.(因此端粒是逆轉(zhuǎn)錄前)作用：維持端粒長度.端粒附活性可用基

8、于 PCR 的TRAP(Telomerase repeat amplification protocol)法測定 端粒與細胞壽命。端粒、端粒的與腫瘤的關(guān)系：絕大多數(shù)惡性腫瘤具有端粒筋活性但端?？s短，但也有約5%的腫瘤無端?？?活性且端粒較長。端粒能作為新的腫痛標志和腫瘤治療靶點.第二節(jié)DNA修復(fù)(DNA repair)DNA修更是維持基四組完整性的重要機制,在保護基因組避免發(fā)生可能導(dǎo)致腫瘤或遺傳疾病的突變中起關(guān) 鍵的作用。引起DNA損傷的因素：1、細胞內(nèi)源性損傷因素：DNA苴制錯誤：自發(fā)損傷包括堿基互變異構(gòu)、堿基脫氮(C-U A-I)和堿基丟失等：氧化代謝副產(chǎn)物如 活性氧物質(zhì)(Reactive

9、 oxygen species. ROS)的攻擊等。2、環(huán)境中的損傷因素：輻射(含紫外線、X射線)產(chǎn)生胸腺啥咤二聚體：化學(xué)致癌物(氧化脫氮，烷化劑或代謝活化物如苯并花、 黃曲霉素等產(chǎn)生堿基加合物)一.堿基切除修復(fù)(Base excision repair. BER)該途徑中最關(guān)鍵的是必須通過一種糖甘筋(glycosylase)先除去變異堿基(如被氧化、烷基化或脫氮的堿基). 該糖甘防催化連接損傷堿基與脫氧核精之間的糠甘鍵水解，糅放游離堿基并在DNA中產(chǎn)生一個去堿基位點, 然后由去噪吟/去唾噓(AP)核酸內(nèi)切酶、DNA聚合的和DNA連接酶等利用相對的一條正常鏈為模板進行修 補合成。BER是修且內(nèi)

10、源性DNA損傷(自發(fā)水解、烷基化和活性氧攻擊)的主要途徑，因此對于降低自發(fā)突變的頻率、 防止腫瘤發(fā)生有重要作用。二、核甘酸切除修賓(Nucleotide excision repair, NER)首先由多聚體豆合物識別損傷，再在損傷的兩側(cè)進行切除c隨著DNA鏈被解開，包含損傷的小健片段樣放 出來，留下的缺口由DNA聚合酶填補.DNA連接前封閉。該途徑包括20種以上蛋白，可以修豆紫外粕射誘 導(dǎo)的環(huán)丁烷啥咤二聚體(CPD)和(64)光產(chǎn)物(64)PPs),以及一些化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的大加合物。XER可再分為二條子途徑：全基因組修豆(Global Genomic repair, GGR)途徑：修受整個基因

11、組內(nèi)的損傷，其效率取決于損傷的化 學(xué)特性、損傷部位的DNA序列和染色質(zhì)結(jié)構(gòu),(2)轉(zhuǎn)錄藕聯(lián)修豆(Trancsription-coupled repair, TCR,)：特異地修復(fù)基因組中具有轉(zhuǎn)錄活性(即表達) 的基因的被轉(zhuǎn)錄DXA鋅上的損傷，該途徑的特點是依賴RNA聚合的口催化的轉(zhuǎn)錄，其中的一些蛋白是普 通轉(zhuǎn)錄因子TFIIH的亞基。三、錯配修復(fù)(Mismatch repair)負資修更DNA豆制過程中由于錯誤摻入而產(chǎn)生的錯配。四、重組修復(fù)(Recomhinant repair) 修曳的兩條健均受損傷的部位的雙鏈斷裂或鏈間交連。第三節(jié) 重組(recombination)重組的木質(zhì)是基因的重排或交

12、換.即2個DNA分子間或一個DNA分子的不同部位間,通過斷裂和重接,交換 DNA片段從而改變基因的組合和序列.一.同源重組(Homologous recombination)指DXA同源序列間的重組,常發(fā)生于兩個較長的同源DNA片段或同源染色體之間?？赏ㄟ^同源重組將外源 基因定位整合到細胞基因組中.二,轉(zhuǎn)座(transposition) 可移動的 DNA 元件(mobile DNA elements)-轉(zhuǎn)座元件(Transposable element) 它是指那些可在DNA分子內(nèi)或DXA分子間轉(zhuǎn)移的DNA片段,轉(zhuǎn)座元件 的轉(zhuǎn)移過程-轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座的特點：L轉(zhuǎn)座后原來位置的轉(zhuǎn)座元件序列仍然保留，但同

13、時又把新合成的DXA更本插入到另外一個位點.2.轉(zhuǎn)座過程需要轉(zhuǎn)座酶(transposase) .它催化斷裂和重接兩步連續(xù)的過程(需要M2+)3.轉(zhuǎn)座元件插入位置的兩茶有3-12bp的正向重受序列(靶序列)，它是由于轉(zhuǎn)座的錯位切割DXA造成的.這種 短正向重且序列是存在轉(zhuǎn)座元件的特征.轉(zhuǎn)座元件的分類轉(zhuǎn)座子(transposon):通過DNA且制而轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件.逆轉(zhuǎn)座子Getroposon)或返座子，通過RXA階段實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件(DNA- RNA- DNA-插入新位點) 轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng)-導(dǎo)致基因重排、插入、缺失。第三章基因表達的調(diào)控基因表達：DXA-mRNA蛋白質(zhì)的遺傳信息傳遞過程第一節(jié)基因

14、的活化基因的“開關(guān)”-染色質(zhì)的活化一、活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)二、活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(-)DNasel敏感性轉(zhuǎn)錄活性(或有潛在轉(zhuǎn)錄活性)的染色質(zhì)對DNase I更敏感.(二)組蛋白H3的CySllO上航基暴露，三、活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成(二)、組蛋白修飾。(三)HMG蛋白結(jié)合HMG (high mobility group)蛋白一高遷移率蛋白，如HMG14/HMG17.與核小體核心顆粒結(jié)合，有利轉(zhuǎn)錄。 四、DXA甲基化與基因表達若品(一)、真核生物基因組DXA的甲基化(Methylation)(二)DYA甲基化的轉(zhuǎn)錄抑制作用。持家基因(housekeeping gene)：是指對所有類型組織細胞在任何

15、時候都需要其表達的基因,通常都是維 持細胞基本生存所必須的基因，其表達常保持在固定的水平。又稱為組成性基因(Constitutive gene) o (三)甲基化與基因組印跡基因組印跡(genomic imprinting)：指基因表達活性只局限于來自雙親之一的基因版木。被印跡(imprinted)的基因.第二節(jié)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄基本條件：特異性基因轉(zhuǎn)錄的基本條件包括：啟動子(特別是核心啟動子)轉(zhuǎn)錄模板(轉(zhuǎn)錄起始點(+1)-終止點)RNA Pol II普通轉(zhuǎn)錄因子(GTFs)()啟動子(promoter)與基因轉(zhuǎn)錄啟動有關(guān)的一組DNA序列.一般位于RNApoII轉(zhuǎn)錄起始點上游100

16、-200bp以內(nèi)，其功能是決定 轉(zhuǎn)錄的起始點和調(diào)控轉(zhuǎn)錄頻率.啟動子區(qū)域包括核心啟動子和啟動子上游近側(cè)序列：1、核心啟動子(core promoter)是決定轉(zhuǎn)錄起始位置的關(guān)鍵序列，也是普通轉(zhuǎn)錄因子TFIID的結(jié)合位點，TATA盒(TATA box)位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-25-30bp 起始子(initiator, Inr) Inr是與轉(zhuǎn)錄起始位點重會的短的較保守序列.注：不是所有基因都含有TATA盒或hr序列.有的只有其中之一，有的兩者都無.這些核心啟動子的序列和它們之間的間隔多變2、上游啟動子元件(Upstream Promoter element. UPE)位于較上游(-30 一-llObp

17、),能較強影響轉(zhuǎn)錄起始的頻率,如CAAT盒和GC盒.其中GC盒是轉(zhuǎn)錄因子SP1 的結(jié)合位點。(二)RXA聚合的H負責(zé)真核生物蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)錄(產(chǎn)物mRXA)，有7-10個亞基，最大亞基的歿基末端結(jié)構(gòu)域(CTD)具有7 個氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Set)的重更序列，其中有多個磷酸化位點.CTD磷酸化對調(diào)控基因 轉(zhuǎn)錄有重要作用.(三)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(basal transcription factor)真核基因轉(zhuǎn)錄除RXA聚合酚外還需要許多蛋白因子一轉(zhuǎn)錄因子參加，其中一些轉(zhuǎn)錄因子是RNA聚合的II轉(zhuǎn) 錄起始必需的，并且可以維持基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄，因此稱為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子或

18、普通轉(zhuǎn)錄因子(general transcription factor) 1. RNA 聚合防 II 的普通轉(zhuǎn)錄因子(TF II)包括 TFIID,TFIIB,TFIIF, TFIIE. TFIIH, TFHA 等.TFIID 是由 TATA 盒結(jié)合蛋白(TATA binding protein. TBP)和 8 種 TBP 協(xié)同因子(TBP associated factor.TAF）組成的夏合物，TFIID可識別和結(jié)合核心啟動子（TATA盒和Inr）：TFIIB的C端與TFIID和DNA的更合物結(jié)合,N-端與TFIIF協(xié)同作用募集RNA聚合酶H,再加上TFHE, TFIIH 形成完整的轉(zhuǎn)錄

19、更合物.TFIIH有蛋白激醐活性，可使RNA Pol最大亞基CTD磷酸化，使轉(zhuǎn)錄起始過渡到轉(zhuǎn)錄延伸.TFIIA有助于TFIID與TATA盒核心啟動子結(jié)合.2、TAF的作用TFIID中包括至少8種TBP協(xié)同因子,分子量為30-250kD,分別命名為TAF II-30250.TAF II150識別起始子（Inr）序列.TAF是基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的輔助因子，它的作用是通過與多種轉(zhuǎn)錄調(diào)控狀I(lǐng)子（激活物或阻遏物）的轉(zhuǎn)錄調(diào)控結(jié) 構(gòu)域結(jié)合，若品Wor而介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活或抑制。二、基因轉(zhuǎn)錄的順式調(diào)控元件順式調(diào)控元件（cis-regulating element）是指對基因表達有調(diào)控活性的DNA序列,其活性只影響與其自身

20、 同處于一個DXA分子上的基因.（二）增強子（enhancer）能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類順式調(diào)控元件（其核心序列常為8-12bp）.增強子的作用特點：1 .能（通過啟動子）提高同一條鏈上的靶基因轉(zhuǎn)錄速率：2 .增強子對同源基因或異源基因同樣有效：3 .增強子的位置可在基因5-上游、基因內(nèi)或3下游序列中：4 .自身沒有5-或3-方向性：5 .用強子可遠離轉(zhuǎn)錄起始點（最多30Kb）：6 .增強子一般具有組織或細胞特異性.（三）負調(diào)控元件一沉寂子負調(diào)控元件是能抑制基因表達的序列.如沉寂子（silencer）（四）其它順式調(diào)控元件1 .應(yīng)答元件（responsive elements）真核細胞中對

21、某些特定的環(huán)境作出應(yīng)答的基因，常具有相同的順式元件一應(yīng)答元件.應(yīng)答元件能被在一些特定情況下表達的調(diào)控因子識別（又稱為可誘導(dǎo)的順式調(diào)控元件/反式作用因子）O2 .轉(zhuǎn)座元件對基因表達的調(diào)控，三、基因轉(zhuǎn)錄的反式作用因子轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要是通過與多種DNA元件結(jié)合的蛋白因子來實現(xiàn).反式作用因子（trans-acting fact”）是通過識別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率 的一組蛋白質(zhì).反式作用因子對基因表達的調(diào)控可正（激話）可負（阻遏）.第三節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工在細胞核內(nèi)對基因產(chǎn)物（血NA前體）進行各種修飾、剪接和編輯,使編碼蛋白質(zhì)的外顯子部分連接成為一個 連續(xù)的開放讀框（open rea

22、ding frame, ORF）的過程稱為轉(zhuǎn)錄后加一匚.一、mRNA前體加工的分子機制-核內(nèi) mRNA 前體一異質(zhì)性核 RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA）,hnRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核異質(zhì)性核糖核蛋白（hnRXP）, mRNA前體的加:在hnRNP上進行.選擇性剪接(alternative splicing)：在mRXA前體的剪接過程中，參加剪接的外顯子可以不按其線性次序 剪接，內(nèi)含子也可以不被切除而保留，即一個外顯子或內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟mRNA中是可以選擇的，這種 剪接方式稱為選擇性剪接。此外,不同的啟動子或不同的poly(A)加尾位點的選擇,也可看

23、作選擇性剪接. 選擇性剪接的主要方式。由來自一個基因的mRNA前體因選擇性剪接而產(chǎn)生多種mRXA,并翻譯出的不同蛋白質(zhì),稱為同源異構(gòu)體 (isoform).5%的人基因可在不同的組織或生理狀態(tài)下，通過選擇性剪接產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)異構(gòu)體，這是造成真接生物 高度異質(zhì)性的基礎(chǔ)。第四節(jié)翻譯水平調(diào)控四、翻譯后修飾1、氨基酸側(cè)鏈的共價修飾：乙?；⒘姿峄?、糖基化(N= 0)：2、蛋白質(zhì)前體的切割和成熟。Proprotoinprotein,例：胰島素的成熟。五、蛋白腹的分泌和胞內(nèi)定位信號肽：作為蛋白質(zhì)定位信號的短肽序列，指導(dǎo)蛋白質(zhì)運輸?shù)秸_位置，定位結(jié)束后通常被特異的信號肽 酸切除。若品WorQ第四章原癌基因

24、與抑癌基因第一節(jié)概述病有致癌作用，病毒癌基因Viral oncogene. V-onc). o細咆痛基因(cellular oncogene , c-12種).PKC可激活：受體,如EGFR,胰島素受體，細胞因子受體等。細胞骨架蛋白如Map，Tau 若品膜蛋白，如Na+-H+交換蛋白，C&2+-ATP附等.核蛋白/轉(zhuǎn)錄因子，起始因子等，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)物如鳥甘酸環(huán)化陶，Raf-1等.3、Ca2-?鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激觸(Cam-PK) Cam-PKH是一種多功能的蛋白激甌4。cGMP依賴的蛋白激的(PKG)功能：調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣離子.5 , DXA依賴的蛋白激前(DXA-PK)調(diào)節(jié)：結(jié)合游熟DNA片段后被激

25、活，底物：核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白和轉(zhuǎn)錄因子,如SP1, Fos/Jun, Myc和P53,作用：參與DNA修夏和重組，通過激活TF調(diào)節(jié)基因表達；參與細胞周期的關(guān)卡機制(Checkpoint).6 .絲裂原激活的蛋白激曲(Mitogen-activated protein kinase, MAPK)調(diào)節(jié)：MAPK 激的flAPKK (MEK)。下游底物：核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子如Myc, Jun, Ets及其它胞內(nèi)蛋白.(二)酪叛酸蛋白激陶(Tyrosine protein kinase. TPK)一特異地催化蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基磷酸化， 蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸化在細胞生長，分化和轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)中起重要作用。1、經(jīng)典的sr

26、c激酷家族原癌基因c-src蛋白產(chǎn)物Src是一種酪荻酸蛋白激酶，它有三個基本結(jié)構(gòu)域：從L端至N一端依次為SH1、SH2. SH3(SH=src homolog)oSH1結(jié)構(gòu)域：具酪氨酸激的活性，SH2結(jié)構(gòu)域：能識別并結(jié)合含磷酸化酪氨酸的短序列，SH結(jié)構(gòu)域：通過脯城酸和疏水性氨基酸殘基與靶蛋白結(jié)合，Src家族：包括原癌基因sr Ct yes lyn, fyn, lek, blk. fgr, bed和yrk編碼蛋白，它們都有TPK活性.共 同參與細胞轉(zhuǎn)化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程.SH2結(jié)構(gòu)域在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要作用：由于含SH2結(jié)構(gòu)域的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子可以識別和結(jié)合其他含磷酸 化酪氨酸的蛋白，因此，通過蛋白質(zhì)

27、的酪氨酸磷酸化/去璘酸化遍節(jié)可以決定信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的結(jié)合與解離， 從而導(dǎo)致信號的開啟或關(guān)閉。2、JAK嫩酣家族JAK （Janus kinase）激力家族包括 Jaki, Jak2 Jak3, Tyk2 等，Jak激酶具有一個TPK結(jié)構(gòu)域和一個激前樣結(jié)構(gòu)域，它們與Src的TPk激幽結(jié)構(gòu)域具有同源性，但JaK激 酒沒有SH2, SH3結(jié)構(gòu)域：Jak激酶主要參與細胞因子的信號轉(zhuǎn)導(dǎo).二、蛋白磷酸酯醐對磷酸化的調(diào)節(jié)（一）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酯晶這類酶選擇性地作用于含磷酸絲氨酸或磷酸蘇氨酸殘基的肽鏈，使之脫去磷酸基團并改變生物活性.主要成員：PPI，PP2A, PP2B, PP2C,等.PP2A,催化

28、亞基及其功能.（二）酪叛酸蛋白磷酸而酶（PTPase）蛋白質(zhì)酪女酸璘酸酯陶催化磷酸化酪氨酸殘基的去磷酸化反應(yīng)，與相應(yīng)的酪荻酸蛋白激陶共同調(diào)節(jié)蛋白質(zhì) 的磷酸化水平，PTPase家族可分為2類：若品Wor1、胞質(zhì)型（非受體型）：小的可溶性蛋白，只有一個催化結(jié)構(gòu)域.特點是合有SH2 domain,如PTP1C, PTP1B等.，2 .受體型（PTPR）,是大的跨膜蛋白，特點是有2個串聯(lián)的胞漿催化結(jié)構(gòu)域，如白細胞共同抗原CD15, PTP1C（存在于造血細胞）：N端2個串聯(lián)重豆的SH2結(jié)構(gòu)域識別Tyr?P,并指導(dǎo)蛋白與蛋白結(jié)合）,C端為 磷酸酯甜催化結(jié)構(gòu)域。Jak可作為PTP1C底物.PTPase基因

29、可能是腫瘤抑制基因.第三節(jié)細胞膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)一、受體的分類質(zhì)膜受體和胞內(nèi)受體（胞漿或核受體，如類固醇激素受體）膜受體的分類：（一）G蛋白耦聯(lián)受體家族又稱為七次胯膜受體家族，特點是具有七段跨膜的“螺旋結(jié)構(gòu)，木身無防活性，胞漿側(cè)肽儺上有璘酸化位 點，受體功能受磷酸化調(diào)節(jié)。成員：腎上腺素受體、多巴受體、視紫紅蛋白等。（二）酪氨酸激防受體家族受體本身胞漿側(cè)有蛋白酪氨酸激能活性，并且胞漿側(cè)肽鏈上有自身磷酸化位點，配基結(jié)合后受體形成二聚 體，二聚體中每個亞基可以磷酸化對應(yīng)的另一亞基，從而啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。這類受體主要包括多數(shù)生長因子受體（如IGF, EGF, PDGF, GF, SCF, HGF等生長因

30、子的受體），除胰島素 受體外，這類受體均由一條肽彼組成.（三）細胞因子受體家族這類受體木身無TPK活性，但其胞漿側(cè)近膜部分有非受體酪氨酸蛋白激酣的結(jié)合位點，在配基與受體結(jié)合 后，受體發(fā)生二聚化或寡聚化，并激活Jak族蛋白酪氨酸激酶.此類受體包括細胞因子受體以及生長激素、促乳素等受體.細胞因子（cytokine）：是淋巴細胞和造血細胞產(chǎn)生的一大類對細胞生長和分化有調(diào)節(jié)作用的蛋白因子。包 括干擾素（IFN）、白細胞介素（IL）、白血病抑制因子（LIF）、抑癌素M等（但IL-SR為G蛋白藕聯(lián)受體）（四） 離子通道受體與配基結(jié)合后構(gòu)成離子通道，主要存在于神經(jīng)突觸，如乙酰膽堿（ACH）, 5-HT受體等

31、。二、G蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白藕聯(lián)受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑由三部分組成：細胞膜受體：G蛋白效應(yīng)物（effector）,其中G蛋白將受體與效應(yīng)物藕聯(lián).G-蛋白（G-protein）是一種鳥甘酸結(jié)合蛋白，是由a、B和Y三個亞基組成的異三聚體，多，B和丫亞基 總是緊密結(jié)合在一起作為一個功能的位GB 丫6。亞基可分為60,6。316口等，其活性可被霍亂毒素（CT）或百日咳毒素（PT）修飾。G-蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的機制：G-蛋白循環(huán)。G-pr的效應(yīng)物：離子通道、腺甘酸環(huán)化的、磷脂的C、磷脂前A2等三、RAS-MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑1、途徑中的信號分子Ras：具鳥甘酸結(jié)合活性的一種胞漿蛋白（與G-蛋白不同）Ra

32、s活性與其結(jié)合的鳥昔酸有關(guān)。鳥甘酸交換因子（SOS）Ras?GDP Ras?GTP（失活）GTP的激活蛋白（GAP）（激活）接頭蛋白：生長因子受體結(jié)合蛋白Grb2,通過其SH2結(jié)構(gòu)域與Tyr被磷酸化的受體結(jié)合，同時通過其SH3 域與具有。富集區(qū)的SOS結(jié)合，并通過SOS活化Ras蛋 白.料品僦0Td2、Ras-MAPK 途徑：生長因子一生長因子受體（具酪氨酸激醇活性）一含有SH2結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白（如Grb2）一鳥甘酸交換因子 SOS-Ras-GTPRaflMAPKK （MEK） -MAPK一轉(zhuǎn)錄因子一調(diào)節(jié)基因表達。3 . RasflAPK途徑的調(diào)節(jié)Ras-MAPK途徑中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的突變（如R

33、as）和表達量的改變.其他信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的影響cAMP-PKA：抑制 Raf-1： PKC：活化 Rafl,四、Jak-stat 途徑：STAT：信號轉(zhuǎn)導(dǎo)物與轉(zhuǎn)錄激活劑（signal transducer and activators of transcription）至少6種，分子量&1-113KD,含一個SH2結(jié)構(gòu)域（粉端），一個SH3樣結(jié)構(gòu)域，并合有DNA結(jié)合域，Stat的 激活依賴通過磷酸化形成二聚體.Jak-Stat 途徑：細胞因子一受體（二聚體化）-Jak-Stat-Stat二聚體（活化）一易位至核，影響轉(zhuǎn)錄.？第六章細胞周期及其調(diào)節(jié)細胞增殖（cell proliferation）與

34、細胞生長分裂周期.第一節(jié)細胞周期一、細胞周期（cell cycle）：指親代細胞分裂結(jié)束到子代細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，這個過程所需的時 間稱為細胞周期時間。細胞周期由Gl、S、G2和M期組成（Gl、S和G2期又合稱為分裂間期）。Gl（Gapl）JW： DNA合成前期國制前期）,從上次有絲分裂完成到DNA豆制之前的階段;S期：DNA復(fù)制期;G2期：合成后期，從DNA更制完成至有絲分裂開始；V期：有絲分裂（Mitosis）期，包括核分裂和胞質(zhì)分裂.M期結(jié)束后形成兩個新的子細胞c注：不同細胞的細胞周期時間不同，一股S+G2+Y期較恒定，而G1期變化較大，因而它決定了細胞周期 時間的長短：G1期細胞

35、有三種可能的趨向：1）進入S期（即進入細胞周期）.2）處于靜止期即C。期（在一定條件下可重 新進入增殖周期），3）分化、衰老、淵亡。二、細胞周期中各時相的主要生化事件細胞周期中每期都有其特殊功能，其中S期的DNA更制和M期細胞核的有絲分裂是細胞周期中2個最關(guān)鍵 的過程：1、G1期:為DNA麓制作準備,G1早期合成各種RNA、結(jié)構(gòu)蛋白和陶等，細胞通過一個限制點（restrictionpoint, R點）后在G1后期合成DNA豆制有關(guān)的蛋白和陶,在開始合成DXA之前有一個關(guān)卡（checkpoint）,檢查染色體DYA是否有損傷，如有則先要進行修身。2、S期：DNA（包括端粒）的夏制及組蛋白合成、核

36、小體裝配.S期后每一染色體豆制成2個染色單體？S-G2期關(guān)卡：檢查DXA制是否完成3、G2期：為有絲分裂作準備.有RNA和非組蛋白合成。4、1期：染色體濃縮一仿錘體形成一染色體分離并移向細胞兩端一染色體解聚，形成兩個新核一胞質(zhì)分裂, 第二節(jié)周期素依賴性蛋白激晦與細胞周期調(diào)節(jié)周期素依賴性蛋白激陶（cyclin-dependent kinases, CDKs）通過使特異底物璘酸化調(diào)節(jié)細胞周期進行，其 活性依賴與周期素（cyclin）結(jié)合形成豆合物,一、周期素-周期素依賴性蛋白激那周期素家族和周期素依賴蛋白激酶（CDK）家族.細胞周期的不同時相表達不同cyc-CDK,這些cyc-CDK更合物在各不同

37、的細胞周期過渡點起作用.玨品癡0Td1、 G1 期 cyc-CDKG1期表達的周期素為周期素C、D （DK D2、D3）和E。D族周期素主要與CDK（以及CDK2、CDK5、CDK6）結(jié)合成活性的蛋白激醐豆合物,對細胞通過R點（G0-G1 過渡有重要作用。E族周期素與CDK2形成夏合物。cycE-CDK2豆合物調(diào)控G1-S過渡。2、S期和M朔cyc-CDKs cycA-CDK2：驅(qū)動細胞通過S期.cycB-cdc2：驅(qū)動 G2-M 期過渡（cdc2 或 p34cde2 即 CDK1）.二、周期素依賴性蛋白激防抑制物（cyclin-dependent kinase inhibitor CKIs）

38、CKls通過與CDKs結(jié)合而抑制激防活性，在細胞周期中起負調(diào)控作用.CKIs 一般按其分子量命名.：CKls的分類：1、Kip/Cip家族:包括三種結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白P21、P27、P57、特點是能結(jié)合并抑制大多數(shù)cyc-CDK梵合物: P21（其它名稱WAFI/CIP1等）:可被P53誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄,P21抑制cycDl-CDK4和cycE-CDK2,參與（由于DNA損 傷誘導(dǎo)的）P53介導(dǎo)的細胞周期停止。P27參與血清去除、接觸抑制和TGF- B等導(dǎo)致的細胞周期停止。2、INK4蛋白家族,包括四種相關(guān)蛋P16、P15、P18、P19.特點：INK4是cycD-CDK4和cycD-CDK6的專一性抑制劑

39、，并與CDK單體結(jié)合。P15可能參與TGF- P誘導(dǎo)的細胞周期停止于G1期，三、細胞周期調(diào)節(jié)因子與腫瘤1、cyclin和CDKs可能為原癌基因，其突變或過度表達可導(dǎo)致細胞轉(zhuǎn)化。2、CKI可能是廣譜的腫瘤抑制基因，其失活導(dǎo)致CDK活性失調(diào)。pl6（MTSD在腫病中突變特點及其作用。第三節(jié)細胞周期的其它調(diào)節(jié)機制生長因子、生長抑制因子、癌癌基因（如.myc）和抑癌基狀I(lǐng)產(chǎn)物、蛋白質(zhì)可逆磷酸化、蛋白水解等對細胞周 期也有重要調(diào)節(jié)作用。一、pRB ,?抑癌蛋白，分子量106KD,其活性與磷峻化狀態(tài)有關(guān)：GO及G1早期：pRB非磷酸化,與轉(zhuǎn)錄因子E2F-1結(jié)合（抑制轉(zhuǎn)錄）GF等.20口通及cycE-CDK

40、2激活一pRb磷酸化（失活）樣放E2F-DNA合成基因表達。二、p53抑癌蛋白（轉(zhuǎn)錄因子），在細胞周期中的作用：參與細胞周期關(guān)卡-DNA損傷檢查的關(guān)鍵蛋白（通過誘導(dǎo)P21轉(zhuǎn)錄使細胞周期停止于G1 期）o三、細胞因子對細胞周期的作用.1 .生長因子在細胞通郵點中的作用GF-GFR-Ras-MAPKfos/wn等基因表達一cycD-CDK4等表達一pRB磷酸化一E2F樣放一進入細胞增殖周期0 2、生長抑制因子與細胞周期停止TGF- P使細胞周期停止于G1期。四、泛有素（Ubiquitin, Ub）介導(dǎo)的蛋白水解作用周期素，周期素依賴性蛋白激陶抑制劑（如P27）以及其它細胞周期調(diào)節(jié)蛋白均可通過泛有素

41、介導(dǎo)的蛋白前 水解作用降解，這些按精確的時間順序進行的蛋白水解反應(yīng)在細胞周期的不同階段起著重要的調(diào)節(jié)作用。 第七章細胞凋亡若品Wm凋亡（apoptosis）,程序性細胞死亡（programmed cell death, PCD） 生理性細胞死亡。第一節(jié)細胞淵亡概論一、涮亡與壞死 apoptosis vs. necrosis）涮亡是一個受細胞主動詢節(jié)的自身消化過程，溺亡細胞的特征形態(tài)學(xué)改變使其可被其它細胞存噬而不泄露 胞質(zhì)內(nèi)容物，不會引起炎癥反應(yīng)。壞死是由于物理損傷、缺血或細菌毒素等引起的破壞性細胞死亡過程，細胞內(nèi)容物的擇放導(dǎo)致局部炎癥反 應(yīng)。二、洌亡的生理功能1、維持組織穩(wěn)態(tài)平衡（homeos

42、tasis），通過干細胞分裂產(chǎn)生新細胞的同時，選擇性地除去那些損傷的或 老的或多余的細胞。2、清除不需要的免疫細胞。3、神經(jīng)元發(fā)育4、個體發(fā)育三、淵亡細胞的形態(tài)學(xué)和生化特征1、細胞皺縮(shrinkage)2、質(zhì)膜出泡(blebbing)3、染色質(zhì)濃縮4、DNA裂解：核小體DNA ladder 5、磷脂酰絲氨酸由質(zhì)膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)至外側(cè)6、涮亡小體的擇放第二節(jié)淵亡的分子機制一、細胞表面死亡受體細胞死亡受體家族的成員是一類跨膜蛋白，它們均含有一個與配基結(jié)合的胞外結(jié)構(gòu)域：一個跨膜域和一個 轉(zhuǎn)導(dǎo)胞外信號進入胞內(nèi)的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(死亡結(jié)構(gòu)域)。這此受體(如Fas、NF受體)同它們的配基結(jié)合后被 激活并導(dǎo)致細胞凋

43、亡。二、Bcl-2 家族對B細胞淋巴痛的研究發(fā)現(xiàn)bcl-2是一種抗洞亡基因，進一步研究證明它與ced-9基因同源。1、由于8： 11染色體易位所致的bcl-2過度表達抑制腫瘤細胞凋亡。2、與Bcl-2功能相似的有Bcl-Xl, Bcl-w, Mcl-1, and Al等，構(gòu)成一個大的蛋白家族。3、這些蛋白表達于線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核被膜的外膜, Bcl-2及其高度同源物Bclrl保護線粒體膜的完整 性。Bax-促進涮亡的Bcl-2家族成員：1、與 Bcl-2 結(jié)合的蛋白，包括 Bax、Bak、Bik、Bid、Bim 和 HRK02、當在細胞中過度表達時促進涮亡，其殺細胞活性可被Bcl-2類蛋白拮抗

44、。3、抗隔亡蛋白和促進淵亡的蛋白如Bcl-2和Bax間的比率決定細胞對洞亡信號的敏感性。4、Bax可被P53上調(diào)，這是DNA損傷時P53誘導(dǎo)細胞死亡的一種方式。5、這些蛋白通常存在于其它胞內(nèi)隔室如胞漿中，在凋亡時移動進入線粒體。三、Caspase蛋白的-實施凋亡的蛋白的1、這是一族半胱氨酸(cysteine)催化的在天冬級酸(aspartic acid)處裂解底物的蛋白醐(半胱天冬 前)2、所有Caspase先以無活性的酶原(procaspase)的形式合成,其激活過程包括：二聚體化caspase 自身序列裂解成小亞其和大亞基除去prodomaino3、最早發(fā)現(xiàn)的caspase為IL-1 B轉(zhuǎn)

45、化前(ICE=caspase-l)它將pro-IL-1前體裂解成其活性形式。ICE 基因轉(zhuǎn)染導(dǎo)致細胞涮亡。此過程可被一種牛痘病毒蛋白CrmA抑制。CrmA抑制所有caspase。4、已知該家族成員超過12個,雖然其中某些caspase參與白細胞介素的成熟，但大多數(shù)作用是激活洞亡。 通過在特異性caspase裂解位點(e.g, DEV D)處裂解靶蛋白，而使蛋白激活或失活，從而影響凋亡。例如：m W0Tda. DFF -DXA fragmentation factor- cleavage of an inhibitory subunit activates this nuclease which cuts the DNA into a distinct ladder_1ikepattern and for chromatin to condense.b. PARP -Poly-ADP ribose polymerase, a DNA repair enzyme inactivated by caspases c. nuclear Lamm-causes nucleus to lose its structural integrity after cleavage d. cytoskeletal proteins - cleavage causes membrane