细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件

生物信号转导

细胞凋亡信号通路生物信号转导

细胞凋亡信号通路1（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家族蛋白细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件2电子云密度大，黑电子云密度大，黑3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4Caspase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：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②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；③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家族与凋亡1、Caspase家族5caspase超家族成员及其相应底物caspase超家族成员及其相应底物6★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。★启动者（initiator）：如caspase-8、97Caspase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。Caspase自身以非活化的Procaspase存在，8细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）9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。死亡受体凋亡通路fas又称作APO-1，TNFR（10Fas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。=TNFfas

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。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（D11细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件12细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件13Bcl-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◆Bcl-2是一种原癌基因，名称来源于B细胞14BCL-2家族成员BCL-2家族成员15Bcl-2家族

引自KatjaC.Zimmermann等2001Bcl-2家族引自KatjaC.Zimmermann等16◆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。◆当Caspase8活化后，它一方面作用Procasp17p53p53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。p53p53是一种抑癌基因，其生物学功能是在G期监视DNA18细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件19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信号转导研究方法免疫共沉淀20生物信号转导

细胞凋亡信号通路生物信号转导

细胞凋亡信号通路21（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家族蛋白细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件22电子云密度大，黑电子云密度大，黑23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24Caspase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：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②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；③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家族与凋亡1、Caspase家族25caspase超家族成员及其相应底物caspase超家族成员及其相应底物26★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。★启动者（initiator）：如caspase-8、927Caspase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。Caspase自身以非活化的Procaspase存在，28细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）29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。死亡受体凋亡通路fas又称作APO-1，TNFR（30Fas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。=TNFfas

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。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（D31细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件32细胞凋亡信号通路详细资料与总结课件33Bcl-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◆Bcl-2是一种原癌基因，名称来源于B细胞34BCL-2家族成员BCL-2家族成员35Bcl