细胞衰老与凋亡3.pptx

lFas 具有三个富含半胱氨酸的胞外区和一个称为死亡结构域（Death domain，DD）的胞内区。lFas 的配体 FasL（Fas ligand）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-associated death domain）的DD区结合，而后 FADD 的 N 端 DED区（death effector domain）就能与Caspase-8（或-10）前体蛋白结合，形成DISC(death-inducing signaling complex)，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。=TNF(1)Extrinsic pathway:Fas Signaling PathwayFas(also called Apo-1 or CD95)is a member of the tumor necrosis factor receptor(TNFR)superfamily.Receptor-mediatedpathwayofapoptosisBcl-2 Family(cytoplasmic factors):Bad，Bid，and bax：promote apoptosis;Bcl-X，Bcl-w，and Bcl-2:prevent apoptosis.Internal stimuli：DNA damage，high Ca2+,Oxidative stressv线粒体在 CD95 诱导的凋亡中的作用：lCaspase 引起线粒体 PT（Permeability transition）孔打开，导致线粒体的跨膜电位下降；l细胞色素 C 被释放到胞质中、激活 Caspase-9，后者再激活 Caspase-3。lBcl-2，Bcl-xl 均作用于线粒体。细胞色素释放引起的凋亡v胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径当细胞接受凋亡信号分子（Fas，TNF等）后，凋亡细胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞内的衔接蛋白(Adaptorprotein)结合，这些衔接蛋白又募集Procaspases聚集在受体部，Procaspase相互活化并产生级联反应，使细胞凋亡。下游Caspases活化后，作用于底物，裂解核纤层蛋白，导致细胞核形成凋亡小体；裂解Dnase（脱氧核苷酸酶）结合蛋白，使Dnase释放，降解DNA形成DNALadder；裂解参与细胞连接或附着的骨架和其他蛋白，使凋亡细胞皱缩、脱落，便于细胞吞噬；导致膜脂PS重排，便于吞噬细胞识别并吞噬。Procaspases are activated by binding to adaptor proteinsThecaspasecascadeinvolvedinapoptosisA.Procaspaseactivationbyproteolyticcleavage.B.Caspasecascade(2)Intrinsic pathway:Mitochondrial pathwayThemitochondria-mediatedpathwayofapoptosisVarious types ofcellular stressBcl-2family:BadorBaxtobecomeinsertedintoOMofMitReleaseofcytochromecfromI-OspaceofMit.Formamultisubunitcomplex;andCaspaseCascade,（三）（三）（三）（三）Bcl2 Bcl2 家族、家族、家族、家族、线粒体与细胞凋亡线粒体与细胞凋亡线粒体与细胞凋亡线粒体与细胞凋亡Bcl-2是一种原癌基因，是ced-9在哺乳类中的同源物，能抑制细胞凋亡；与线粒体及内质网膜相结合；Bcl-2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：-抗凋亡的抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；-促促进进凋凋亡亡的的（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。BCL-2BCL-2家族成员家族成员家族成员家族成员Bcl-2家族引自KatjaC.Zimmermann等2001v Bcl-2、线粒体与线粒体与细胞凋亡细胞凋亡当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，导致细胞色素C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。Molecular pathways of apoptosisTwo principle pathways Extrinsic pathwayIntrinsic pathwayActivation of caspase-2 is required for permeabilization of mitochondria,release of cytochrome c,and apoptosisPathways to cell death in C.elegans and mammals（四）（四）（四）（四）p53p53与细胞凋亡与细胞凋亡与细胞凋亡与细胞凋亡p53 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Bcl2 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。（五）细胞凋亡的信号转导（五）细胞凋亡的信号转导（五）细胞凋亡的信号转导（五）细胞凋亡的信号转导Ras-PI3-K-Akt（PKB）抗细胞凋亡途径：）抗细胞凋亡途径：-Ras-PI3-K-Akt（PKB）-Caspase9磷酸化，使其不能参与Caspase3的活化。-Ras-PI3-K-Akt（PKB）-Bad磷酸化，使其失去阻断Bcl2的功能。NF-kB与细胞凋亡：与细胞凋亡：NF-kB是一种调节基因转录的核因子。NF-kB的活化抑制了Caspase8的活化，从而阻值了下游Caspase活化以及细胞凋亡。ASK1-SAPK/JNK及及ASK1-p38信号途径：信号途径：-ASK1（apoptosissignalregulatingkinase)，是一种哺乳类的MAPKKK。在哺乳类细胞中，有三套MAPK信号组件：RaF-MAPKK-MAPKK，MEKK-MKK4-JNK，MKK3-p38（一种MAPK）。-ASK1能选择地活化MEKK-MKK4-JNK，MKK3-p38（一种MAPK），引起细胞凋亡。机体结构机体结构细胞增殖细胞增殖细胞分化细胞分化细胞凋亡细胞凋亡细胞信号转导细胞信号转导染色体染色体（DNADNA与蛋白质的相互作用）与蛋白质的相互作用）衰老衰老