生物化學(xué)癌基因與細(xì)胞信息傳遞

生物化學(xué)癌基因與細(xì)胞信息傳遞第1頁/共26頁2023/4/182癌基因（oncogene,

onc）：能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化并長(zhǎng)出癌瘤的一類基因,又稱轉(zhuǎn)化基因。

以后發(fā)現(xiàn)多種病毒中都存在癌基因——

病毒癌基因（v-onc）1976年BishopandVarmus

發(fā)現(xiàn)雞的正常細(xì)胞中也有與v-con同源的基因——

稱為細(xì)胞癌基因（c-onc）；并發(fā)現(xiàn)，這類c-onc普遍存在于各種正常動(dòng)物細(xì)胞中。1989年榮獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)第2頁/共26頁2023/4/183

在生理?xiàng)l件下，c-onc往往處于不表達(dá)或有限表達(dá)，以維持細(xì)胞的正常增殖與分化，對(duì)細(xì)胞無害。

在正常細(xì)胞中以非激活狀態(tài)存在的細(xì)胞癌基因——

被稱為原癌基因（proto-onc）當(dāng)原癌基因受到某些致癌因素（如化學(xué)致癌物、病毒、輻射等）刺激，使其活化并異常表達(dá)時(shí)，則可使細(xì)胞生長(zhǎng)失控而發(fā)生癌變。第3頁/共26頁2023/4/184癌基因名稱的表示法：

以3個(gè)斜體小寫字母表示——

src、myc、ras

目前已發(fā)現(xiàn)100多個(gè)細(xì)胞原癌基因，約占人類全部基因的0.1%1%;

各種癌基因的生物學(xué)功能都是通過其表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來實(shí)現(xiàn)第4頁/共26頁2023/4/1856.1.2癌基因表達(dá)產(chǎn)物及其作用

癌基因表達(dá)產(chǎn)物在組織內(nèi)分布廣泛：可以分布在細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核，甚至細(xì)胞外。

生物學(xué)作用廣泛：參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)增殖、分化等各環(huán)節(jié)。

常按其表達(dá)產(chǎn)物的生物學(xué)功能分為以下六大類,相應(yīng)的癌基因構(gòu)成了癌基因家族第5頁/共26頁2023/4/186（1）生長(zhǎng)因子類

sis、hstint_2分別表達(dá)PDGF－鏈、FGF與FGF同源（2）生長(zhǎng)因子受體類

erbB、fms、trk、kit分別表達(dá)EGF-R、CSF-RNGF-RPDGF-R（3）蛋白激酶類

src、yes、fgr、raf

其編碼產(chǎn)物有蛋白激酶活性，

src

：編碼蛋白——p60src，具有酪氨酸激酶活性;

raf:編碼MAPKKK,具有Ser/Thr蛋白激酶活性第6頁/共26頁2023/4/187（4）ras基因產(chǎn)物

包括3型：H-ras、K-ras、N-ras

編碼產(chǎn)物：小G蛋白，p21ras

，類似于G蛋白α亞基，屬于RTPK下游效應(yīng)蛋白（5）核蛋白類

myc、myb、fos、jun

myc

編碼：p62myc，分裂信號(hào)效應(yīng)蛋白，使細(xì)胞G0→G1期fos

即刻早期反應(yīng)基因，編碼：p55fos，（第三信使）

junJun-Fos二聚體，即：AP-1轉(zhuǎn)錄因子

第7頁/共26頁2023/4/188（6）其他

癌基因：erb-A、crk

產(chǎn)物：T3R胞質(zhì)PLC

上述癌基因在正常細(xì)胞中以非激活形式存在，或處于低表達(dá)，稱此為原癌基因。

當(dāng)受到某些因素刺激，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化——

點(diǎn)突變、插入突變（插入啟動(dòng)子、插入增強(qiáng)子）、染色體移位、基因擴(kuò)增等，使原癌基因激活，細(xì)胞過度增殖、導(dǎo)致癌變。第8頁/共26頁2023/4/1896.3抑癌基因及其作用

抑癌基因（antioncogen/suppressorgene）：

是一類抑制細(xì)胞過度生長(zhǎng)、增殖，從而遏制腫瘤形成的基因。又稱腫瘤抑制基因。抑癌基因必須在兩個(gè)等位基因都缺失或失活時(shí)才會(huì)致癌，故又稱隱性癌基因。

目前已克隆的抑癌基因主要有：Rb、p53、WT1、NF1、DCC、MCC、PTP、Krev-1、APC第9頁/共26頁2023/4/1810

6.3.1視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因（Retinoblastoma，Rb）

19861987兩年期間，國(guó)際上先后有3個(gè)實(shí)驗(yàn)室從視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中分離、鑒定到

Rb基因。

Rb基因位于染色體13q14；Rb基因約含100kb，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA，4.7kb;

表達(dá)蛋白質(zhì)，928aa,p105Rb

第10頁/共26頁2023/4/1811

p105Rb:細(xì)胞周期調(diào)控因子，有兩種存在形式

RbRb－P

（有抑制活性）（無抑制活性）

Rb功能：（1）Rb基因與細(xì)胞周期

主要通過結(jié)合并抑制轉(zhuǎn)錄因子E2F活性而發(fā)揮作用。

Rb－E2FE2FE2FRb-P

Cyclin/CDK(-)

（有活性）第11頁/共26頁2023/4/1812

Rb蛋白在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用第12頁/共26頁2023/4/1813E2F作用：能夠促進(jìn)使細(xì)胞從G1期→進(jìn)入S期及進(jìn)行DNA復(fù)制所必須的一系列蛋白（酶）

的表達(dá)—

—如胸腺嘧啶核苷激酶、DNA聚合酶1、細(xì)胞周期素（cyclinC、D、E）、PCNA等第13頁/共26頁2023/4/1814G2/M調(diào)控點(diǎn)G1/S調(diào)控點(diǎn)第14頁/共26頁2023/4/1815G1初期：

Rb-E2FE2F活性抑制G1/S期相關(guān)酶蛋白合成

→阻斷細(xì)胞從G1→S期→抑制細(xì)胞增殖；G1后期：

RbRb-P與E2F解離E2F活化細(xì)胞周期中多種蛋白（酶）基因表達(dá)促使細(xì)胞從G1S期促進(jìn)細(xì)胞增殖CDK/Cyclin(一)G2期：CDK/CyclinA、E使Rb蛋白發(fā)生高度磷酸化使細(xì)胞通過G2/M控制點(diǎn)第15頁/共26頁2023/4/1816Rb基因產(chǎn)物與病毒癌基因產(chǎn)物結(jié)合形成復(fù)合物

使癌基因喪失致癌活性，推測(cè)此可能是Rb發(fā)揮抑癌作用的重要機(jī)制之一：

p105Rb-EIA癌蛋白

p105Rb-SV40大T癌蛋白使后者喪失致癌性（3）Rb蛋白的抗癌性

利用Rb基因探針或抗Rb蛋白的抗體檢測(cè)正常人和腫瘤患者相對(duì)應(yīng)組織的Rb基因或p105Rb,

發(fā)現(xiàn)正常組織中的Rb基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)均正常；而癌瘤組織中Rb基因突變及其表達(dá)異常。第16頁/共26頁2023/4/18176.3.2p53基因

核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

p53基因位于染色體17p13；p53基因約含1620kb，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA，2.8kb;

編碼蛋白：393個(gè)氨基酸，分子量：p53

突變型p53（m-p53）——癌基因1989年搞清野生型p53(w-p53)——抑癌基因

野生型p53:在維持細(xì)胞正常生長(zhǎng)、抑制惡性增殖中起著重要作用。第17頁/共26頁2023/4/1818

當(dāng)細(xì)胞受到射線或某些藥物作用，使DNA結(jié)構(gòu)受損時(shí)：W-p53

與Waf1(wild-typep53-activatedfragment1)基因結(jié)合激活Waf1表達(dá)p21蛋白（p21蛋白是CDK抑制劑）抑制細(xì)胞周期進(jìn)程細(xì)胞停留在G1/S期使細(xì)胞有足夠時(shí)間修復(fù)損傷DNA,恢復(fù)其正常功能狀態(tài)；如果損傷DNA的修復(fù)失?。?/p>

w-p53可誘導(dǎo)損傷細(xì)胞發(fā)生凋亡、自盡防止有癌變傾向的細(xì)胞存活，從而防止癌變。

w-p53被譽(yù)稱為“基因衛(wèi)士”第18頁/共26頁2023/4/1819

活性cyclin-CDK失活的cyclin-CDK↓

使損傷細(xì)胞停滯在G1期

p53蛋白使損傷細(xì)胞停滯在G1期第19頁/共26頁2023/4/1820p53基因發(fā)生突變后一方面失去野生型p53的抑癌作用，另一方面使突變型p53具備致癌作用。1）m-p53與w-p53結(jié)合成四聚體，這種寡聚體蛋白使w-p53不能與waf1結(jié)合w-p53失去抑癌作用導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)失控而癌變；2）p53基因的突變導(dǎo)致產(chǎn)生異常的p53蛋白，使之半衰期延長(zhǎng)而在細(xì)胞內(nèi)積聚與Hsp形成穩(wěn)定的復(fù)合物使耗竭w-p53的負(fù)性調(diào)節(jié)作用；3）引發(fā)產(chǎn)生p53抗體（p53-Abs）第20頁/共26頁2023/4/1821發(fā)現(xiàn)Rb基因失活的癌瘤有：

小細(xì)胞肺癌、膀胱癌、乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤、軟組織肉瘤等；發(fā)生p53基因突變的癌瘤有：肺癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌、骨肉瘤、淋巴瘤、甲狀腺瘤等第21頁/共26頁2023/4/18222008級(jí)研究生實(shí)驗(yàn)具體安排5月9日（周六）中午12:30開始凝膠過濾層析分離蛋白質(zhì)5月10日（周日）上午9:40開始?jí)A性磷酸酶的提取及其比活性測(cè)定

地點(diǎn)：

四號(hào)樓41194125第22頁/共26頁2023/4/18235月16日（周六）下午1:00開始Western：配膠灌膠，4℃過夜，樣品的處理5月17日（周日）上午8:30開始Western：上樣、電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、一抗過夜5月18日（周一）上午8:30開始Western：二抗及顯色第23頁/共26頁2023/4/1824

準(zhǔn)備工作要求：1、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)講義（教材科買，或復(fù)印，每人1份）；2、準(zhǔn)