Caspase ,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制

点击数:835 | 发布时间:2025-02-03 | 来源:www.fpgsrc.com

    1972年,Kerr等提出细胞凋亡的定义,细胞凋亡(apoptosis)又谓细胞程序化死亡(programmed cell death ,PCD)是一种参与了生物体很多过程的细胞去除机制,是由基因编 程调控的细胞主动自杀过程。生物体通过这种机制完成对衰老细胞和畸形细胞的清除。另外细胞凋亡对胚胎发育,免疫耐受,细胞群体稳定等有重大影响,并且对进一步深入研究艾滋病,癌症等对人类的存活构成紧急威胁的疾病有潜在的价殖。因此,很多年以来,细胞凋亡一直是生物范围科研研究的热门。细胞凋亡的过程很复杂,与此有关的两大伙族bcl-2,caspase对细胞凋亡的调控起着举足轻重有哪些用途,本文就这两大伙族对细胞凋亡的调控机制影响作一综述。1 BCL-2蛋白家族BCL-2蛋白家族分为三个亚族,原存活亚族(Pro-suvival subfamily)即BCL-2亚族成员有BCL-2, BCL-CL, KS-BCL-2, BCL-W, MCL-1,BHRF1, NR-B,ORF16, LMW5-HL,AL,FIB-19K,及 CED-9;两个原凋亡家族(Proapoptotrc subfamily)是Bax and BH3亚族。Bax,bak, bid及egl-1属bh3亚族。其中15种蛋白为哺乳动物(主如果人)所有,nr-3为鸡所有,线虫c.elegans中的蛋白有ced-9及egl-1,病毒蛋白有LMW5-HL,BHRF1,ORF-16,KS-BCL-2和EIB-19K,BCL-2家族在细胞凋亡过程中起到调节者有哪些用途。1.1 细胞周期细胞增殖可以启动PCD,在肯定条件下,bax能加速细胞周期进程。而BCL对凋亡的阻遏抑制细胞增殖受妨碍的细胞也很难再进入细胞周期的淋巴细胞中,BCL-2导致的成长抑至与妨碍转录因子NFZF激活有关,另外对FAS信号渠道的干扰会抑至细胞。增殖其中对FADD功能的干扰会破坏依靠成长抑至蛋白P53的细胞增殖。BCL-2家族成员对细胞增殖有哪些用途机理现在尚不了解 。1.2 BCL-2结构蛋白BCL-2或BCL-XL的结合蛋白也参与PCD的调控包含RAF-1朊病毒蛋白PR1 ,NIP-1,NIP-2,NIP-3等一些未知功能蛋白,而BAX不与这类蛋白结合,这是抑制或 诱导死亡的家族成员之间的要紧不同。BCL-2能引起依靠Ca2+ 的calkineurin从胞质至细胞内膜的重新分配并阻止其与磷酸化的转录因子,NF-AT或其他底物相互用途,而nf-at为某些种类细胞的增殖所必需 现在尚不了解calkineurin有哪些用途机理,但大概与BCL-2抑至的细胞增殖及NFAF移位至核内有关,BCL-2还可能刺激RAF-1移至线粒体膜,并与BAG-1合作在此处激活RAF-1活化的RAF-1诱导原凋亡蛋白BAD磷酸化通过BAD与BCL-2或BCL-XL的二聚化消除,细胞保护功能从而诱发PCD。另外,CED-4,calkineurin,BAG-1,RAF-1及bcl-2能与P53-BP2结合,因此解释了BCL-2的过量表达对P53从胞质运输至核内的干扰1.3 非依靠Caspsse的细胞死亡大多数bcl-2家族蛋白的BH3配体区,可以相互用途,该结构域的缺失对消除这种用途,并延长PCD。有趣的是,在嗜糖啤酒酵母和粟酒裂殖酵母细胞中,缺少BCL-2类蛋白,CED-4及Caspase但也能被Bax和Bak杀死。这提供了一种早于Caspase用途的死亡形式。甚至当Caspase抑制子存在时,Bax类蛋白的过表达或二聚化也能引起哺乳动物的细胞凋亡[5.].因此觉得Bax及相同种类蛋白的离子通道活性可能介导非依靠Caspase的死亡,但其机制尚未知。2 Caspase家族与细胞凋亡调控 1993年yuan等发现哺乳动物中的ICE与线虫促进细胞凋亡的 ces-3蛋白有非常高的同源性,引起大家对这种蛋白酶对细胞凋亡用途的研究[6]。ICE是切割位点在ASP的半胱氨酸蛋白酶类,现命名为Casp.Caspase家族广泛存在于人体的每个组织当中,但每个成员分布与表达都有其特异性。比如,Casp-1在子宫和胎盘中几乎不表达,而Casp-4有较高的表达水平。脑中有很多的Caspa-3,少量的Casp-7存在[7]其他成员则很难测出。Caspase家族各成员常存在于同一细胞的细胞质当中,有极少一部分存在于细胞和当中,其具体用途状况还需进一步研究。Caspase用途的底物可归为三类:(1)的酶原,比如procase-1,-3,-8,-10等;(2)凋亡时所必需的致失活蛋白,如,PARF,U1-TOK,DDNA-PK,D4-GDI,Pkb,胞时蛋白,肌动蛋白,核纤层蛋白等;(3)凋亡时所需的激活蛋白,如pkcδPKCQ,MEKK1,PITSLRE,SREBP-1,-2DEF等这类底物多数存在于细胞核内,少数在细胞浆内。2.1凋亡阶段性Caspase使细胞凋亡过程的主要实行者,很多事实证明,哺乳动物中最主要的凋亡效应因子是Caspase[7]细胞凋亡时一个有启动子,各种效应因子和抑制因子参与的复杂的蛋白酶级联反应过程,传统上将细胞凋亡蛋白酶级联过程分成信号引发,调控实行,及结构改变三个阶段。2.2信号引发渠道 在信号引发阶段,最适当的机制是cd-95受体传导渠道,死亡受体(Fas,TNFR-2,DR3和TR人工智能受体)同意胞外的凋亡刺激于同原配基结合产生异位表达,在胞内受体上的死亡域于结合器分子FADD相应,地区相互用途,进而,与死亡蛋白酶FLICE或Caspase-8酶原形成复合体。其数目达到一定量时,使Caspase-8自己活化,从而启动凋亡的实行。另一种被常见同意的机制,基因毒性损伤,成长因子消失,糖皮质激素刺激与辐射高低温等各种不利原因,经过BCL-2家组成员的调控将信息传达到效应Caspase,但具体此诱发原因如何传导到BCL-2家组成员尚不了解[8] 2.3 细胞凋亡调控实行阶段蛋白酶及联反应机制在细胞凋亡调控实行中心阶段,线虫细胞死亡渠道中的三个主要成分及其用途机制及比较明了。Ced-9和作为pro-ced-3特异性伴侣的ced-4一同稳定和调节ced-3的活性。当同意到死亡信息时, ced-9/4/3复合物种ced-9游离对ATP水解的阻扼解除,ced-3获能并通过ced-4发生重组而活化,在一系列关于Caspase-3活化的生化研究中发现,一些Caspase的活化机制与线虫ced-3相同。细胞色素C能激活Caspase,活性Caspase也能促进细胞色素C从线粒体释放,提示线粒体上存在Caspase底物。该底物的降解又加速细胞色素C的释放。线粒体可能作为凋亡放大器形成细胞色素C 释放或Caspase活化都将启动死亡环,最后致使大规模的Caspase活化,Caspase及联反应及凋亡发生[9-11]3 展 望对BCL-2蛋白家族,Caspase家族与一些死亡有了肯定的认识但对其中具体有哪些用途机理尚不了解。比如:在哺乳动物中找到的Caspase不下10种,为何要这么多类型的Caspase?它们各自用途的特点有哪些?在细胞内有哪些用途经历怎么样?BCL-2家族中,CED-9/4/3复合物之间是物理连接还要其他的蛋白扯桥?Bax类蛋白的结构与BCL-2类蛋白有海量的相同点,为什么又具备相反的功能?B43亚族迥异的序列是不是意味各成员反应不一样的凋亡信号?而且还有一些矛盾的报道(可能存在细胞种类不同,细胞因子不同,触发凋亡的信号不同,信息传递的渠道不同,应答的生理效应不同等缘由)。总之,细胞凋亡是一个十分复杂的生理过程,参与调控的因子海量,伴随研究进一步深入,渴望在不久的以后能给出一幅轮廓比较了解的生物界基本通用的凋亡模式图。

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