介导细胞凋亡的信号通路.ppt

第一讲 介导细胞凋亡的信号通路 一 概念 细胞凋亡是指为维持内环境稳定 由基因控制的细胞自主的有序的死亡 不是一件被动的过程 而是主动过程 即细胞程序性死亡 programmedcelldeath PCD 细胞凋亡与坏死的区别 凋亡时细胞的形态学改变 空泡化 固缩 出芽 边集 凋亡小体 1 形态学特征 二 细胞凋亡的生物学特征 2 生化特征 胞浆内Ca2 浓度升高 DNA内切酶活性被激活升高 双链DNA在核小体之间切断形成10 185bp为基数的有序片段 型谷氨酰胺转移酶和需钙蛋白酶 Calpain 活性升高 细胞凋亡的生化改变 DNA的片段化断裂蛋白质的降解 典型凋亡细胞DNA琼脂糖凝胶电泳 呈现梯状条带 三 细胞凋亡的过程及机制 接受凋亡信号凋亡调控分子间的相互作用蛋白水解酶 caspases 的活化凋亡的级联反应 重点 介导细胞凋亡的信号通路机制 信号通路 哺乳动物 受体介导的细胞凋亡途径传统信号介导线粒体介导其他介导途径 线粒体在细胞凋亡中发挥着主开关的作用 被形象地称为细胞凋亡的 燃烧室 也是细胞凋亡的又一 战场 线粒体控制细胞死亡的证据 在细胞死亡前都有线粒体膜通透性改变原凋亡效应物 proapoptoticeffectors 可作用于线粒体膜 Bcl 2家族中抑制凋亡的成员能与线粒体膜蛋白产生交叉反应 而抑制细胞凋亡 通过特异性药物抑制线粒体膜的通透性可阻止或延缓细胞死亡 无细胞系统 cell freesystem 已分离出一些线粒体蛋白 它们具有水解酶 如caspase和nuclease 活性 线粒体介导的细胞凋亡途径 一 关键分子 cyt c 细胞色素C 幻灯片25 细胞色素C的释放是凋亡发生的关键事件 也是线粒体参与凋亡的主要方式 cyt c释放的具体机制有两种途径 一 线粒体释放cytoc 受Bcl 2蛋白家族调控幻灯片32 1 Bcl 2 Bcxl与VDAC结合 通道关闭 备注 VDAC是外膜离子通道 也是cytoc释放的通道 2 Bax Bak能加速VDAC开放 cyt c释放 线粒体外膜通透性增高 胞质中出现CytC 与细胞浆中成分作用 激活caspases 诱导细胞凋亡的发生如染色质浓缩和核碎裂 细胞凋亡的两条通路 膜受体通路 线粒体通路 3 P53与细胞凋亡 肿瘤抑制基因 P53的产物主要存在于细胞核内 在依赖P53蛋白的细胞凋亡中 P53基因是通过调节Bc1 2和Bax基因的表达来影响细胞凋亡的 P53蛋白能特异地抑制Bc1 2的表达 相反对Bax的表达则有明显的促进作用 研究表明 P53蛋白是Bax基因的直接的转录活化因子 在这些细胞中 P53蛋白的积累和活动引起了细胞凋亡 4 活性氧 ROS 的生成增加 Ca2 内流增加也以促进CytC的释放 从而导致细胞损伤 二 线粒体通透性转换孔 PTP 开放 线粒体通透性转换孔 PTP 开放 膜电位崩溃 外膜破裂 内膜通透性增加 线粒体基质膨胀 外膜皱襞少 表面积小 易破裂 释放膜间促凋亡蛋白 诱导细胞凋亡 三 线粒体介导的细胞凋亡的其他途径 1 射线或神经酰胺等 破坏线粒体内电子传递和能量代谢 细胞凋亡 2 释放DPF deathpromotingfactor 即死亡促进因子 3 释放氧自由基4 线粒体膜渗透性改变 线粒体内高渗状态细胞骨架蛋白受压 凋亡 谢谢 一 死亡受体的信号途径 参与死亡受体信号转导的接头蛋白 死亡结构域蛋白deathdomainprotein TRADD TNF受体相关死亡结构域蛋白TNF TNFRI 死亡结构域 TRADD 细胞凋亡FADD Fas相关死亡结构域蛋白FasL Fas 死亡结构域 FADD 细胞凋亡RIP 受体相互作用蛋白CRADD 含有死亡结构域的caspase和RIP接头蛋白MADD 活化MAP激酶的死亡结构域蛋白 细胞凋亡的膜受体通路 FASL FAS FADD凋亡诱导复合物 DISC 胞质中游离的caspase8聚集到这个复合物上细胞有足够caspase8细胞caspase8浓度不够死亡受体活化 切割BidtBid从胞质到线粒体细胞凋亡CtyC释放 二 传统传统信号介导的细胞凋亡 1 G蛋白信号途径 2 cAMP信号途径 3 酶蛋白信号通路 4 Ca2 浓度与细胞凋亡 MitochondriainApoptosis 四 其他途径 1 T细胞受体信号转导途径 2 粘附因子与细胞凋亡 3 活性氧与细胞凋亡 4 内质网介导的细胞凋亡 cyt c是第一种被发现的线粒体释放促凋亡蛋白 是线粒体呼吸链的重要组成部分 正常情况下cyt c是一个定位于线粒体膜间隙的水溶性蛋白 稳定地结合于线粒体内膜 不能通过外膜 幻灯片13 备注 Bcl 2蛋白家族的三级结构分析显示 它们具有成孔道的结构域 Bcl2xl Bcl 2 Bax Bid等均可结合到人工膜上 形成离子通道 幻灯片15 1 Bcl 2如在线粒体外膜上高表达 一方面与Bid Bax结合 抑制cytoc释放的正反馈机制 另一方面 它有 质子泵 的功能 使线粒体内呼吸产生的H 外泵至胞浆 维持跨膜电位 m 减少活性氧生成 抑制凋亡 幻灯片15 2 在细胞存活状态下 Bax以BH3结构域与Bcl 2及Bcl2xl的BH3结构域