細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件

生物信號轉導

細胞凋亡信號通路生物信號轉導

細胞凋亡信號通路1（1）Caspase蛋白（2）線粒體凋亡通路（3）死亡受體介導的凋亡通路（4）p53蛋白（5）Bcl-2家族蛋白細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件2電子云密度大，黑電子云密度大，黑3細胞凋亡的途徑主要有兩條★一條是通過胞外信號激活細胞內的凋亡酶caspase★一條是通過線粒體釋放凋亡酶激活因子激活caspase細胞凋亡的途徑主要有兩條★一條是通過胞外信號激活細胞內的凋亡4Caspase家族與凋亡1、Caspase家族

Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶，相當于線蟲中的ced-3，這些蛋白酶是引起細胞凋亡的關鍵酶，一旦被信號途徑激活，能將細胞內的蛋白質降解，使細胞不可逆的走向死亡。它們均有以下特點：①酶活性依賴于半胱氨酸殘基的親核性；②裂解靶蛋白位點是天冬氨酸殘基后的肽鍵，所以命名為caspase（Cysteineasparticacidspecificprotease

），方便起見稱之為凋亡酶；③都是由兩大、兩小亞基組成的異四聚體，大、小亞基由同一基因編碼，前體被切割后產生兩個活性亞基。Caspase家族與凋亡1、Caspase家族5caspase超家族成員及其相應底物caspase超家族成員及其相應底物6★啟動者（initiator）：如caspase-8、9，受到信號后，能通過自剪接而激活，然后引起caspase級聯(lián)反應，如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7?！飯?zhí)行者（executioner或effector）：如caspase-3、6、7，它們可直接降解胞內的結構蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通過自催化或自剪接的方式激活；細胞中還具有caspase的抑制因子，稱為IAPs（inhibitorsofapoptosisproteins），屬于一個龐大的蛋白家族。它們能通過BIR結構域（baculovirusIAPrepeatsdomain）與caspase結合，抑制其活性，如XIAP。Bcl-2家族，結合抑制?！飭诱撸╥nitiator）：如caspase-8、97Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依賴于其他的Caspase在它的天冬氨酸位點裂解活化或自身活化。

Caspase-8自剪切活化，激活Caspase-3，Caspase-7成為凋亡的執(zhí)行者。

Caspase-3激活Caspase-6。

Caspase可降解結構蛋白、信號蛋白、轉錄調控蛋白、周期蛋白等等。

Caspase還可降解CAD的調節(jié)蛋白，釋放出CAD，CAD進入細胞核降解DNA。CAD為caspase-activatedDnase（脫氧核苷酸酶），存在于胞質中。Caspase自身以非活化的Procaspase存在，8細胞色素釋放引起的凋亡（線粒體凋亡通路）細胞色素釋放引起的凋亡（線粒體凋亡通路）9死亡受體凋亡通路fas

又稱作APO-1，TNFR（腫瘤壞死因子受體）和NGF受體家族。

1993年人白細胞分型國際會議統(tǒng)一命名為CD95。

Fas蛋白（受體）與Fas配體組成Fas系統(tǒng)，二者的結合導致靶細胞走向凋亡。死亡受體凋亡通路fas又稱作APO-1，TNFR（10Fas具有三個富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個稱為死亡結構域（Deathdomain，DD）的胞內區(qū)。Fas的配體FasL（Fasligand）與Fas結合后，F(xiàn)as三聚化使胞內的DD區(qū)構象改變，然后與接頭蛋白FADD（Fas-associateddeathdomain）的DD區(qū)結合，而后FADD的N端DED區(qū)（deatheffectordomain）就能與Caspase-8（或-10）前體蛋白結合，形成DISC(death-inducingsignalingcomplex)，引起caspase-8、10通過自身剪激活，它們啟動caspase的級聯(lián)反應，使caspase-3、-6、-7激活，這幾種Caspase可降解胞內結構蛋白和功能蛋白，最終導致細胞凋亡。=TNFfas

又稱作APO-1，屬TNF腫瘤壞死因子受體和NGF受體家族。

1993年人白細胞分型國際會議統(tǒng)一命名為CD95。

Fas蛋白（受體）與Fas配體組成Fas系統(tǒng)，二者的結合導致靶細胞走向凋亡。Fas具有三個富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個稱為死亡結構域（D11細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件12細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件13Bcl-2家族◆Bcl-2是一種原癌基因，名稱來源于B細胞淋巴瘤/白血病-2(B-celllymphoma/Leukemia-2，bcl-2)。◆

bcl-2

蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于線粒體外膜、核膜及部分內質網(wǎng)中。◆Bcl-2家族成員都含有1-4個Bcl-2同源結構域（BH1-4），并且通常羧基末端有一穿膜的結構域(transmembraneregion，TM)。其中BH4是抗凋亡蛋白所特有的結構域，BH3是與促進凋亡有關的結構域。◆根據(jù)功能和結構可將Bcl-2基因家族分為兩類：

-----抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；

-----促進凋亡的（pro-apoptotic），如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在促凋亡蛋白中還有一類僅含BH3結構，如Bid、Bad、PUMA。Bcl-2家族◆Bcl-2是一種原癌基因，名稱來源于B細胞14BCL-2家族成員BCL-2家族成員15Bcl-2家族

引自KatjaC.Zimmermann等2001Bcl-2家族引自KatjaC.Zimmermann等16◆當Caspase8活化后，它一方面作用Procaspase3，另一方面使Bid裂解成2個片段，其中含BH3結構域的C-端片段被運送到線粒體，與Bcl-2/Bax的BH3結構域形成復合物，導致Cytc釋放。Cytc與胞質中Ced4同源物Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子apoptosisproteaseactivatingfactor）結合并活Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procaspase9，最后引起細胞凋亡?！舢擟aspase8活化后，它一方面作用Procasp17p53p53是一種抑癌基因，其生物學功能是在G期監(jiān)視DNA的完整性。如有損傷，則抑制細胞增殖，直到DNA修復完成。如果DNA不能被修復，則誘導其調亡。在依賴P53蛋白的細胞凋亡中，P53蛋白能特異地抑制Bcl-2的表達，但對Bax的表達則有明顯的促進作用。在這些細胞中，P53蛋白的積累和活動引起了細胞凋亡。p53p53是一種抑癌基因，其生物學功能是在G期監(jiān)視DNA18細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件19信號轉導研究方法免疫共沉淀熒光共振能量轉移（FRET）熒光漂白恢復熒光相關光譜免疫熒光顯微技術電鏡顯微技術信號轉導研究方法免疫共沉淀20生物信號轉導

細胞凋亡信號通路生物信號轉導

細胞凋亡信號通路21（1）Caspase蛋白（2）線粒體凋亡通路（3）死亡受體介導的凋亡通路（4）p53蛋白（5）Bcl-2家族蛋白細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件22電子云密度大，黑電子云密度大，黑23細胞凋亡的途徑主要有兩條★一條是通過胞外信號激活細胞內的凋亡酶caspase★一條是通過線粒體釋放凋亡酶激活因子激活caspase細胞凋亡的途徑主要有兩條★一條是通過胞外信號激活細胞內的凋亡24Caspase家族與凋亡1、Caspase家族

Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶，相當于線蟲中的ced-3，這些蛋白酶是引起細胞凋亡的關鍵酶，一旦被信號途徑激活，能將細胞內的蛋白質降解，使細胞不可逆的走向死亡。它們均有以下特點：①酶活性依賴于半胱氨酸殘基的親核性；②裂解靶蛋白位點是天冬氨酸殘基后的肽鍵，所以命名為caspase（Cysteineasparticacidspecificprotease

），方便起見稱之為凋亡酶；③都是由兩大、兩小亞基組成的異四聚體，大、小亞基由同一基因編碼，前體被切割后產生兩個活性亞基。Caspase家族與凋亡1、Caspase家族25caspase超家族成員及其相應底物caspase超家族成員及其相應底物26★啟動者（initiator）：如caspase-8、9，受到信號后，能通過自剪接而激活，然后引起caspase級聯(lián)反應，如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7?！飯?zhí)行者（executioner或effector）：如caspase-3、6、7，它們可直接降解胞內的結構蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通過自催化或自剪接的方式激活；細胞中還具有caspase的抑制因子，稱為IAPs（inhibitorsofapoptosisproteins），屬于一個龐大的蛋白家族。它們能通過BIR結構域（baculovirusIAPrepeatsdomain）與caspase結合，抑制其活性，如XIAP。Bcl-2家族，結合抑制?！飭诱撸╥nitiator）：如caspase-8、927Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依賴于其他的Caspase在它的天冬氨酸位點裂解活化或自身活化。

Caspase-8自剪切活化，激活Caspase-3，Caspase-7成為凋亡的執(zhí)行者。

Caspase-3激活Caspase-6。

Caspase可降解結構蛋白、信號蛋白、轉錄調控蛋白、周期蛋白等等。

Caspase還可降解CAD的調節(jié)蛋白，釋放出CAD，CAD進入細胞核降解DNA。CAD為caspase-activatedDnase（脫氧核苷酸酶），存在于胞質中。Caspase自身以非活化的Procaspase存在，28細胞色素釋放引起的凋亡（線粒體凋亡通路）細胞色素釋放引起的凋亡（線粒體凋亡通路）29死亡受體凋亡通路fas

又稱作APO-1，TNFR（腫瘤壞死因子受體）和NGF受體家族。

1993年人白細胞分型國際會議統(tǒng)一命名為CD95。

Fas蛋白（受體）與Fas配體組成Fas系統(tǒng)，二者的結合導致靶細胞走向凋亡。死亡受體凋亡通路fas又稱作APO-1，TNFR（30Fas具有三個富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個稱為死亡結構域（Deathdomain，DD）的胞內區(qū)。Fas的配體FasL（Fasligand）與Fas結合后，F(xiàn)as三聚化使胞內的DD區(qū)構象改變，然后與接頭蛋白FADD（Fas-associateddeathdomain）的DD區(qū)結合，而后FADD的N端DED區(qū)（deatheffectordomain）就能與Caspase-8（或-10）前體蛋白結合，形成DISC(death-inducingsignalingcomplex)，引起caspase-8、10通過自身剪激活，它們啟動caspase的級聯(lián)反應，使caspase-3、-6、-7激活，這幾種Caspase可降解胞內結構蛋白和功能蛋白，最終導致細胞凋亡。=TNFfas

又稱作APO-1，屬TNF腫瘤壞死因子受體和NGF受體家族。

1993年人白細胞分型國際會議統(tǒng)一命名為CD95。

Fas蛋白（受體）與Fas配體組成Fas系統(tǒng)，二者的結合導致靶細胞走向凋亡。Fas具有三個富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個稱為死亡結構域（D31細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件32細胞凋亡信號通路詳細資料與總結課件33Bcl-2家族◆Bcl-2是一種原癌基因，名稱來源于B細胞淋巴瘤/白血病-2(B-celllymphoma/Leukemia-2，bcl-2)?！?/p>

bcl-2

蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于線粒體外膜、核膜及部分內質網(wǎng)中。◆Bcl-2家族成員都含有1-4個Bcl-2同源結構域（BH1-4），并且通常羧基末端有一穿膜的結構域(transmembraneregion，TM)。其中BH4是抗凋亡蛋白所特有的結構域，BH3是與促進凋亡有關的結構域?！舾鶕?jù)功能和結構可將Bcl-2基因家族分為兩類：

-----抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；

-----促進凋亡的（pro-apoptotic），如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在促凋亡蛋白中還有一類僅含BH3結構，如Bid、Bad、PUMA。Bcl-2家族◆Bcl-2是一種原癌基因，名稱來源于B細胞34BCL-2家族成員BCL-2家族成員35Bcl