细胞凋亡信号通路详细资料与总结

生物信号转导

细胞凋亡信号通路当前第1页\共有20页\编于星期四\21点（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家族蛋白当前第2页\共有20页\编于星期四\21点电子云密度大，黑当前第3页\共有20页\编于星期四\21点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当前第4页\共有20页\编于星期四\21点Caspase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。当前第5页\共有20页\编于星期四\21点caspase超家族成员及其相应底物当前第6页\共有20页\编于星期四\21点★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。当前第7页\共有20页\编于星期四\21点Caspase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。当前第8页\共有20页\编于星期四\21点细胞色素释放引起的凋亡（线粒体凋亡通路）当前第9页\共有20页\编于星期四\21点死亡受体凋亡通路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。当前第10页\共有20页\编于星期四\21点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（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。当前第11页\共有20页\编于星期四\21点当前第12页\共有20页\编于星期四\21点当前第13页\共有20页\编于星期四\21点Bcl-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。当前第14页\共有20页\编于星期四\21点BCL-2家族成员当前第15页\共有20页\编于星期四\21点Bcl-2家族

引自KatjaC.Zimmermann等2001当前第16页\共有20页\编于星期四\21点◆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。当前第17页\共有20页\编于星期四\21点p53p53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