细胞凋亡相关蛋白研究进展
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细胞凋亡相关蛋白的研究进展
前言：
细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,
在多 细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必 要的作用。 细胞凋亡是多蛋白严格控制的过程, 随着分子 生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了 较为深入的认识, 但是迄今为止凋亡过程确切 机制尚不完全清楚。 细胞凋亡是一个主动过程,它涉及一系列蛋白 的激活、 表达以及调控等的作用。其中 caspase 家族蛋白、Bcl- 2 家族蛋白和 p53 蛋白、 survivin 蛋白等在凋亡的信号转导中 扮演着重要角色。
CASPASE分类：
Caspase分为三大类：凋亡启动因子(apoptotic
initiators)、凋亡执行因子(apoptotic executioners)和炎症介导因子(inflammatory mediators） 执行因子即执行者（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；启动因子即启动者（ 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
5、其他相关蛋白简介
Apaf-1：被称为凋亡酶激活因子-1（apoptotic
protease activating factor-1）在线粒体参与的凋 亡途径中具有重要作用. Fas:又称作APO-1/CD95，属TNF受体家族。Fas蛋白与 Fas配体结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋 亡。 Myc:在凋亡细胞中作为转录调控因子，一方面能激活 那些控制细胞增殖的基因，另一方面也激活促进细胞 凋亡的基因，给细胞两种选择：增殖或凋亡。当生长 因子存在，Bcl-2基因表达时，促进细胞增殖，反之细 胞凋亡。 ATM：是与DNA损伤检验有关的一个重要基因。正常细 胞经放射处理后，DNA损伤会激活修复机制，如DNA不 能修复则诱导细胞凋亡。
内容简介：
一、caspase家族蛋白 二、bcl-2家族蛋白 三、p53蛋白 四、survivin蛋白 五、其他相关蛋白简介
1、CASPASE家族蛋白
caspase是半胱氨酸基天冬氨酸一特异性蛋白
酶(cystei-nyl aspartate specific proteinase)即半胱氨酸天冬氨酸酶的缩写。 它们是一组存在于胞浆中的半胱氨酸蛋白酶, 其共同特点是特异性断开天冬氨酸残基后的 肽键。 Caspase家族广泛存在于细胞中，主要以酶原 的形式存在，各成员分布和表达有一定的组 织特异性。Caspase家族是半胱氨酸依赖性细 胞死亡蛋白酶，是一大类凋亡调节基因。可 分解细胞骨架中的结构蛋白、调节细胞周期 和DNA修复所需的功能蛋白，是哺乳动物细胞 凋亡的启动者和执行者。
Bcl-2家族成员结构
BCL-2 凋亡机制：
近几年，关于Bcl-2家族蛋白通过线粒体途径对细胞
凋亡影响的研究，有了很大的进展。研究证明，线 粒体外膜通透性的改变可引起细胞凋亡，而这种通 透性的改变直接由Bcl-2家族蛋白控制。具体作用机 制，主要被认为有以下两种：一是Bcl-2家族蛋白成 员精确地改变线粒体膜的通透性；二是Bcl-2家族蛋 白能够诱导线粒体通透性转变孔道的开放 在线粒体损伤后，细胞色素C从构建的孔隙中进入细 胞液，与抗恶性贫血因子1和caspase-9组成了凋亡 复合体。在caspase-9被激活后，再作用于其下游的 caspase-3酶原，活化的caspase-3作为效应子，作 用于不同的靶分子，经蛋白水解作用导致细胞凋亡 。
结语：
综上所述,
细胞凋亡发生的信号转导途 径是多样的, 这些途径之间彼此间相互 促进或制约, 形成了错综复杂的调控来自百度文库 络。目前, 细胞凋亡的发生机制尚不完 全明确, 不同药物诱导细胞凋亡的途径 不同,并且参与调节的蛋白也各不相同 。因此, 深入研究细胞凋亡的发生机制 及蛋白调节机制, 可以为相关疾病的治 疗以及药物的开发提供新的思路。
3、P53蛋白
肿瘤抑制蛋白
p53 在维持蛋白组的完整 性中起着重要的作用。p53 作为一个转录 因子对 DNA损伤做出反应,并诱导下游蛋 白如 p21, Mdm2 和 Bax 的表达, 这些下 游蛋白可以调节细胞周期和凋亡。正常的 p53 在细胞里的功能有多种, 但目前研究 最多的有两种, 一种是抑制细胞分裂, 让 其停留在细胞周期的 Gl 期,另一种是使 细胞凋亡, 此两种功能与 p53 转录的能 力均有一定程度的联系。
3类CASPASE
蓝色 参与 炎症 反应， 红色 为执 行者， 绿色 为启 动者。
CASPASE与凋亡相关疾病的联系
与肿瘤的联系：大量资料显示，在许多肿瘤细
胞的凋亡中发现有Caspase的活化。 目前也已 经发现一系列新的与Caspase有关的诱导凋亡的 方法来治疗肿瘤，对大部分肿瘤有实际意义， 并可望在恶性肿瘤的治疗方面取得新的突破。 与缺血-再灌注的联系：多数学者认为， 凋亡 是心肌缺血及再灌注细胞死亡的一种主要形式。 研究表明， 在缺血再灌注试验中，Caspase也 被证明参与了凋亡过程。 与组织损伤的联系 :目前已证明Caspase与中枢 神经损伤、 皮肤损伤及其它内脏损伤和炎症反 应有关。最近又发现Caspase-9的激活,细胞色 素C的释放可能是体内瘢痕疙瘩的成纤维细胞凋 亡的基础。
4、SURVIVIN蛋白
凋亡抑制蛋白(IAP)是凋亡抑制蛋白家族之一，
survivin是新近发现的该蛋白家族的最小成 员，也是迄今发现最强的凋亡抑制因子，在 凋亡和细胞周期的蛋白调控中发挥重要的作 用。 Survivin可能主要通过两条途径来抑制细胞 凋亡：一是通过直接抑制凋亡终末效应器 caspase-3和caspase-7的活性或干扰 caspase - 9 的活性，阻断各种刺激诱导的 下游细胞凋亡的共同通路；二是Survivin与 细胞周期蛋白激酶CDK4、p34cdc2相互作用阻 断凋亡信号转导通路，抑制细胞凋亡。
THE END THANK YOU!
2、BCL- 2 家族蛋白
Bcl-2被认为是细胞凋亡蛋白家族中最重要的调控
蛋白。它们在线粒体参与的凋亡途径中起调控作 用，能控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子的释放。 Bcl- 2 家族分为两大类: 一类是抗凋亡蛋白, 主 要包括Bcl- 2、Bcl- xL 和 Bcl- w等; 另一类是 促凋亡蛋白, 主要包括 Bax、Bak、Bid、Bim 和 Bad 等。 Bcl- 2 家族在其多肽链中至少含有 4 个 Bcl- 2 同源保守的螺旋结构域 BH1、BH2、BH3、BH4 中 的一个, 多数含所有 4 个结构域; 而促凋亡蛋白 中都一定含 BH3 结构域, 并且 BH3 是其促凋亡 作用最重要的功能区。
前言：
细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,
在多 细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必 要的作用。 细胞凋亡是多蛋白严格控制的过程, 随着分子 生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了 较为深入的认识, 但是迄今为止凋亡过程确切 机制尚不完全清楚。 细胞凋亡是一个主动过程,它涉及一系列蛋白 的激活、 表达以及调控等的作用。其中 caspase 家族蛋白、Bcl- 2 家族蛋白和 p53 蛋白、 survivin 蛋白等在凋亡的信号转导中 扮演着重要角色。
CASPASE分类：
Caspase分为三大类：凋亡启动因子(apoptotic
initiators)、凋亡执行因子(apoptotic executioners)和炎症介导因子(inflammatory mediators） 执行因子即执行者（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；启动因子即启动者（ 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
5、其他相关蛋白简介
Apaf-1：被称为凋亡酶激活因子-1（apoptotic
protease activating factor-1）在线粒体参与的凋 亡途径中具有重要作用. Fas:又称作APO-1/CD95，属TNF受体家族。Fas蛋白与 Fas配体结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋 亡。 Myc:在凋亡细胞中作为转录调控因子，一方面能激活 那些控制细胞增殖的基因，另一方面也激活促进细胞 凋亡的基因，给细胞两种选择：增殖或凋亡。当生长 因子存在，Bcl-2基因表达时，促进细胞增殖，反之细 胞凋亡。 ATM：是与DNA损伤检验有关的一个重要基因。正常细 胞经放射处理后，DNA损伤会激活修复机制，如DNA不 能修复则诱导细胞凋亡。
内容简介：
一、caspase家族蛋白 二、bcl-2家族蛋白 三、p53蛋白 四、survivin蛋白 五、其他相关蛋白简介
1、CASPASE家族蛋白
caspase是半胱氨酸基天冬氨酸一特异性蛋白
酶(cystei-nyl aspartate specific proteinase)即半胱氨酸天冬氨酸酶的缩写。 它们是一组存在于胞浆中的半胱氨酸蛋白酶, 其共同特点是特异性断开天冬氨酸残基后的 肽键。 Caspase家族广泛存在于细胞中，主要以酶原 的形式存在，各成员分布和表达有一定的组 织特异性。Caspase家族是半胱氨酸依赖性细 胞死亡蛋白酶，是一大类凋亡调节基因。可 分解细胞骨架中的结构蛋白、调节细胞周期 和DNA修复所需的功能蛋白，是哺乳动物细胞 凋亡的启动者和执行者。
Bcl-2家族成员结构
BCL-2 凋亡机制：
近几年，关于Bcl-2家族蛋白通过线粒体途径对细胞
凋亡影响的研究，有了很大的进展。研究证明，线 粒体外膜通透性的改变可引起细胞凋亡，而这种通 透性的改变直接由Bcl-2家族蛋白控制。具体作用机 制，主要被认为有以下两种：一是Bcl-2家族蛋白成 员精确地改变线粒体膜的通透性；二是Bcl-2家族蛋 白能够诱导线粒体通透性转变孔道的开放 在线粒体损伤后，细胞色素C从构建的孔隙中进入细 胞液，与抗恶性贫血因子1和caspase-9组成了凋亡 复合体。在caspase-9被激活后，再作用于其下游的 caspase-3酶原，活化的caspase-3作为效应子，作 用于不同的靶分子，经蛋白水解作用导致细胞凋亡 。
结语：
综上所述,
细胞凋亡发生的信号转导途 径是多样的, 这些途径之间彼此间相互 促进或制约, 形成了错综复杂的调控来自百度文库 络。目前, 细胞凋亡的发生机制尚不完 全明确, 不同药物诱导细胞凋亡的途径 不同,并且参与调节的蛋白也各不相同 。因此, 深入研究细胞凋亡的发生机制 及蛋白调节机制, 可以为相关疾病的治 疗以及药物的开发提供新的思路。
3、P53蛋白
肿瘤抑制蛋白
p53 在维持蛋白组的完整 性中起着重要的作用。p53 作为一个转录 因子对 DNA损伤做出反应,并诱导下游蛋 白如 p21, Mdm2 和 Bax 的表达, 这些下 游蛋白可以调节细胞周期和凋亡。正常的 p53 在细胞里的功能有多种, 但目前研究 最多的有两种, 一种是抑制细胞分裂, 让 其停留在细胞周期的 Gl 期,另一种是使 细胞凋亡, 此两种功能与 p53 转录的能 力均有一定程度的联系。
3类CASPASE
蓝色 参与 炎症 反应， 红色 为执 行者， 绿色 为启 动者。
CASPASE与凋亡相关疾病的联系
与肿瘤的联系：大量资料显示，在许多肿瘤细
胞的凋亡中发现有Caspase的活化。 目前也已 经发现一系列新的与Caspase有关的诱导凋亡的 方法来治疗肿瘤，对大部分肿瘤有实际意义， 并可望在恶性肿瘤的治疗方面取得新的突破。 与缺血-再灌注的联系：多数学者认为， 凋亡 是心肌缺血及再灌注细胞死亡的一种主要形式。 研究表明， 在缺血再灌注试验中，Caspase也 被证明参与了凋亡过程。 与组织损伤的联系 :目前已证明Caspase与中枢 神经损伤、 皮肤损伤及其它内脏损伤和炎症反 应有关。最近又发现Caspase-9的激活,细胞色 素C的释放可能是体内瘢痕疙瘩的成纤维细胞凋 亡的基础。
4、SURVIVIN蛋白
凋亡抑制蛋白(IAP)是凋亡抑制蛋白家族之一，
survivin是新近发现的该蛋白家族的最小成 员，也是迄今发现最强的凋亡抑制因子，在 凋亡和细胞周期的蛋白调控中发挥重要的作 用。 Survivin可能主要通过两条途径来抑制细胞 凋亡：一是通过直接抑制凋亡终末效应器 caspase-3和caspase-7的活性或干扰 caspase - 9 的活性，阻断各种刺激诱导的 下游细胞凋亡的共同通路；二是Survivin与 细胞周期蛋白激酶CDK4、p34cdc2相互作用阻 断凋亡信号转导通路，抑制细胞凋亡。
THE END THANK YOU!
2、BCL- 2 家族蛋白
Bcl-2被认为是细胞凋亡蛋白家族中最重要的调控
蛋白。它们在线粒体参与的凋亡途径中起调控作 用，能控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子的释放。 Bcl- 2 家族分为两大类: 一类是抗凋亡蛋白, 主 要包括Bcl- 2、Bcl- xL 和 Bcl- w等; 另一类是 促凋亡蛋白, 主要包括 Bax、Bak、Bid、Bim 和 Bad 等。 Bcl- 2 家族在其多肽链中至少含有 4 个 Bcl- 2 同源保守的螺旋结构域 BH1、BH2、BH3、BH4 中 的一个, 多数含所有 4 个结构域; 而促凋亡蛋白 中都一定含 BH3 结构域, 并且 BH3 是其促凋亡 作用最重要的功能区。