细胞信号通路大全
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免疫学中的细胞信号通路免疫学是研究生物体如何适应内外环境变化,以保持其稳态,对抗外来侵略者的学科。
其中,细胞信号通路是免疫学中非常重要的一个方面,它涉及免疫细胞的各种信号传递,从而调节免疫反应的程度和方向。
在本文中,我们将探讨免疫学中的细胞信号通路。
1. 概述细胞信号通路是指从细胞膜到细胞核的一系列化学反应和物质转运过程。
它包括了多种信号分子和信号受体,这些分子与受体之间的结合才能激活信号通路。
在免疫学中,信号通路可以分为内源性和外源性两种。
内源性信号通路是指通过细胞内信号转导分子反应,从而改变细胞代谢、运动以及倍增等功能。
而外源性信号通路是由外部免疫刺激引发的一系列反应,导致免疫细胞的增殖和分化。
2. 细胞免疫信号通路的类型2.1 T细胞信号通路T细胞是主要的免疫细胞之一,它可以通过多种信号传导通路,如细胞内钙信号通路、PI3K信号通路、MAPK信号通路、AKT信号通路等,来完成其生物学功能。
在T细胞的激活过程中,T细胞受体(TCR)和共刺激分子(如CD28)的结合是启动信号转导通路的最重要的一步。
当T细胞受体与MHC-抗原复合物结合时,会激活酪氨酸激酶,进而激活多个信号传递通路。
2.2 B细胞信号通路B细胞能够通过免疫球蛋白(Ig)和其上的B细胞受体(BCR)来识别并结合抗原。
BCR信号通路的激活需要依赖于胞内钙、PKC、ras-MAPK等多个信号分子的参与。
当BCR与抗原结合时,会刺激B细胞受体聚集成信号复合体。
信号复合体能够通过激活线粒体呼吸链、改变胞膜的离子通道活性、增加ROS的浓度等多种机制参与BCR信号转导。
2.3 肥大细胞信号通路肥大细胞是一种重要的免疫细胞,对过敏反应和免疫反应起到至关重要的作用。
肥大细胞的信号转导通路包含PI3K、MAPK、AKT、mTOR、NF-κB等多个信号转导通路的参与。
当肥大细胞遇到抗原或IgE抗体时,会引起肥大细胞脱颗粒和所有素的释放。
这些反应的调节主要依赖于肥大细胞表面的IgE受体(FcεRI)和IgE修饰的抗原共同的参与。
细胞信号通路与细胞增殖细胞信号通路与细胞增殖是生物学中一个重要的研究领域,研究人员通过深入探究细胞内的信号传递过程和调控机制,揭示了细胞增殖的关键环节及其分子基础,这对于疾病治疗和生物学研究具有重要的意义。
一、细胞信号通路的概念和分类细胞信号通路是指细胞内外信息传递的途径和过程,通过一系列的信号传递分子和效应分子相互作用,实现对细胞功能的调控。
根据信号传递的途径和方式不同,细胞信号通路可以分为内源性信号通路和外源性信号通路。
1、内源性信号通路:内源性信号通路是指细胞内部分子之间的信号传递过程,包括细胞内通路和细胞间通路。
细胞内通路主要包括激活酶级联反应和离子通道通路,而细胞间通路则包括细胞间信号传递的直接接触和细胞外分子传递。
2、外源性信号通路:外源性信号通路是指细胞外界物质与细胞内部信号转导分子之间相互作用,进而激活或抑制细胞内信号传递过程。
外源性信号通路主要包括激素信号通路、神经递质信号通路和免疫应答信号通路等。
二、细胞增殖的调控机制细胞增殖是细胞增加数量和体积的过程,是细胞生命的基础功能。
细胞增殖的调控机制非常复杂,受多种信号通路的调控。
1、细胞周期:细胞周期是指细胞从一个倍体分裂到下一个倍体分裂的整个过程,包括有丝分裂和无丝分裂两个阶段。
细胞周期的调控主要依赖细胞周期蛋白激酶(CDKs)和细胞周期蛋白(Cyclins)等分子的相互作用。
2、细胞生长因子:细胞生长因子是指一类具有促进细胞增殖和增生的分子信号物质。
当体内外的因子刺激细胞受体,通过激活下游的信号通路,调控细胞周期进程和细胞增殖。
3、细胞凋亡:细胞凋亡是一种主动的、能够调控细胞数量和平衡的程序性细胞死亡方式。
在细胞增殖过程中,凋亡与增殖保持平衡,维持着组织和器官的正常结构和功能。
三、疾病与细胞增殖的关系细胞增殖的失控与许多疾病的发生和发展密切相关,如肿瘤、心血管疾病和免疫疾病等。
1、肿瘤发生:肿瘤是细胞增殖过程异常的结果之一,细胞信号通路的异常激活和对增殖调控机制的突变是肿瘤发生的重要原因。
细胞信号转导通路梳理在我们的身体中,细胞就像是一个个小社会,它们之间不断地进行着信息交流和传递,以协调各种生理活动和应对外界环境的变化。
这种细胞之间的信息传递过程,被称为细胞信号转导。
细胞信号转导通路就像是一条条复杂的“信息高速公路”,将各种信号从细胞外传递到细胞内,引发一系列的反应,从而影响细胞的命运和功能。
细胞信号转导通路可以大致分为三类:离子通道型受体介导的信号转导通路、G 蛋白偶联受体介导的信号转导通路和酶联型受体介导的信号转导通路。
离子通道型受体介导的信号转导通路相对较为直接。
这类受体本身就是离子通道,当配体与受体结合后,通道的构象发生改变,导致离子的跨膜流动,从而快速地将信号传递到细胞内。
比如,神经细胞中的乙酰胆碱受体就是一种离子通道型受体。
当乙酰胆碱与受体结合时,钠离子迅速内流,引发神经冲动的传递。
G 蛋白偶联受体介导的信号转导通路则要复杂一些。
G 蛋白偶联受体位于细胞膜上,当配体与受体结合后,受体发生构象变化,从而激活与之偶联的 G 蛋白。
G 蛋白是由α、β、γ三个亚基组成的三聚体,根据α亚基的不同,可以分为 Gs、Gi、Gq 等多种类型。
激活后的 G蛋白可以进一步激活或抑制下游的效应酶,如腺苷酸环化酶、磷脂酶C 等,从而产生第二信使,如 cAMP、IP3、DAG 等。
这些第二信使再进一步激活蛋白激酶等信号分子,最终将信号传递到细胞内的各个部位,调节细胞的生理功能。
以 cAMP 信号通路为例,当配体与 G 蛋白偶联受体结合后,激活Gs 蛋白,Gs 蛋白激活腺苷酸环化酶,使细胞内的ATP 转化为cAMP。
cAMP 作为第二信使,可以激活蛋白激酶 A(PKA),PKA 可以磷酸化多种靶蛋白,从而调节细胞的代谢、基因表达等生理过程。
酶联型受体介导的信号转导通路则更加多样化。
这类受体的胞内段具有酶的活性,或者与酶相偶联。
常见的酶联型受体包括受体酪氨酸激酶(RTK)、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶等。
细胞凋亡的信号通路细胞凋亡在生物学中是一个极其重要的生理过程。
在生物体的不同部分,细胞凋亡起着重要的调控作用。
尽管细胞死亡的机制和过程非常复杂,但有些信号通路在凋亡过程中具有极其重要的作用。
本文将介绍几种主要的信号通路,以及它们与细胞凋亡的关系。
Bcl-2基因家族Bcl-2基因家族被认为是凋亡信号通路的关键参与者。
这个家族包含了多种蛋白质,它们在细胞的凋亡过程中有着重要的作用。
Bcl-2蛋白的作用是抑制细胞凋亡,而Bad蛋白质的作用则是促进细胞凋亡。
其他Bcl-2家族成员包括Bax、Bid、Bok和Bak等。
这些蛋白质与凋亡通路相互作用,从而调节细胞是否进入凋亡过程。
研究表明,Bcl-2家族蛋白质在多种疾病中都有很重要的作用,如癌症、自身免疫疾病和神经系统疾病等。
JNK通路JNK(c-Jun N-末端激活蛋白激酶)在细胞凋亡中也起着重要的作用。
当正常细胞处于应激或损伤状态时,JNK通路被激活,进而导致凋亡的发生。
研究表明,当线粒体受到损伤时,JNK通路也会被激活。
这些结果表明JNK通路在响应细胞应激、损伤和细胞死亡等方面具有很重要的作用。
因此,在研究和治疗许多疾病时,JNK通路都是一个非常重要的治疗靶点。
Caspase通路Caspase是一类重要的凋亡相关蛋白质,在细胞凋亡中发挥重要的作用。
Caspase通路的激活是细胞凋亡发生的最重要的步骤之一。
在凋亡通路中,Caspase经常会被序列激活,从而引发一系列的凋亡反应。
研究发现,Caspase在神经细胞的凋亡中具有非常重要的作用,而且在许多人类疾病中也起着极其重要的作用。
因此,Caspase通路也成为了研究急性损伤和慢性疾病治疗的一个重要领域。
MAPK通路MAPK通路是另一个凋亡相关的通路。
在细胞凋亡的过程中,MAPK被激活并会产生一些炎症反应和细胞凋亡。
沙门氏菌在感染人体细胞时,就利用了这个通路,进而引起了肠道疾病。
因此,MAPK通路在研究和预防疾病的治疗中是非常重要的。
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】(1)通路综述:细胞凋亡是一种受调节的细胞自杀机制,通常表现为核浓缩、起皱、膜发泡以及DNA片段化。
Caspase家族属于半胱氨酸蛋白酶。
起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连,一旦激活,这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase,包括Caspase-3,-6,-7。
效应 Caspase通过对细胞内蛋白特定的天冬氨酸残基位置处进行切割实现细胞的凋亡。
FasL和TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。
DNA损伤诱导PIDD 的表达,PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。
受损线粒体中释放的细胞色素C与caspase-9的活化相关。
XIAP抑制Caspase-3,-7,-9。
线粒体释放多种促凋亡因子,如Smac/Diablo、AIF、HtrA2、EndoG,和细胞色素C。
Smac/Diablo与XIAP结合,解除XIAP对凋亡的抑制。
Caspase-11被病理的促发炎信号和促凋亡信号诱导表达并激活,它能促进Caspase-1的活化,Caspase-1直接作用于caspase-3以促进凋亡和炎症反应。
Caspase-12和-7在内质网应激的情况下被激活。
抗凋亡生长因子和细胞因子激活 Akt和 p90RSK。
Akt 直接磷酸化并抑制Bad蛋白和间接抑制Bim的表达,这是通过磷酸化并抑制Bim所需的转录因子Fox0实现的。
Fox0通过上调促凋亡因子如FasL和Bim促进调亡。
(2)细胞生存需要积极的抑制凋亡发生,一方面需要抑制促凋亡因子的表达,另一方面则需要表达一些抗凋亡因子。
PI3K 通路被许多生存因子活化,能够激活Akt,Akt是生存信号传导中一个重要的角色。
PTEN抑制PI3K通路。
活化的Akt抑制促凋亡Bcl-2家族成员Bad,Bax,caspase-9,GSK-3和Fox01。
细胞内炎症信号通路生物机体细胞间重要而多样化的生物学功能来源于细胞间的信号转导,其中细胞因子介导是信号转导的一种重要方式。
1 Janus酪氨酸激酶-信号转导和转录激活因子(Janus tyrosine kinase-sigal transduction and transcraption activator, JAK-STAT)信号通路JAK-STAT信号通路是细胞间最主要的信号及链传递途径,介导完成从胞质到核内的信号转导。
在免疫、造血及神经系统中,机体接受外源及内源的刺激而产生细胞因子,细胞因子与受体结合后导致受体同源或者异二聚化,通过信号通路促发细胞内信号级联传递。
JAKs 家族是一类非受体酪氨酸激酶(PTK),由JAK1、JAK2、JAK3和TYK1四个成员组成,其结构不含SH2、SH3,C段具有两个相连的激酶区。
JAK激酶同源域1(JH1)具有催化PTK的功能域,JH2为激酶样功能域,为STATs结合部位,但由于缺乏激酶活化所必需的氨基酸残基而没有活性。
STAT家族在哺乳动物中共发现七个成员,包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b及STAT6。
STAT具有多种生物学功能,STAT1和STAT2对先天性免疫其关键作用,STAT4和STAT6在获得性免疫中起重要作用。
研究表明,JAKs主要由细胞因子受体超家族(cytokine receptor superfamily)活化,活化受体的胞内部分发生二聚体化,JAKs 与二聚体化受体的box功能区结合并发生磷酸化激活,活化的JAKs进一步诱发活化的二聚体受体复合物周围的PTK底物活化,包括细胞因子受体型PTK、JAKs家族、STATs等。
JAKs的底物STATs具有SH2和SH3两类结构域,STATs可通过SH2功能域与二聚体受体复合物的酪氨酸及JAKs上的KLD功能域结合,被JAKs磷酸化后发生二聚化,形成同源或医院二聚体(如:SIF-A、SIF-B、SIF-C等),然后穿过核膜进入核内调节相关基因的表达,即JAK-STAT途径,包括:配体与受体结合导致受体二聚化,二聚化的受体激活JAKs,JAKs 使STATs磷酸化形成二聚体,暴露出入核信号,进入核内,调节基因的表达。
细胞信号转导通路梳理在我们身体的微观世界里,细胞之间的交流和信息传递至关重要,而这一过程主要通过细胞信号转导通路来实现。
细胞信号转导就像是一场精密的“信息传递接力赛”,每个环节都精确无误,以保证细胞能够对内外环境的变化做出恰当的反应,从而维持生命活动的正常进行。
细胞信号转导通路可以大致分为三类:膜受体介导的信号转导通路、胞内受体介导的信号转导通路以及小分子气体信使介导的信号转导通路。
先来说说膜受体介导的信号转导通路。
这其中又包括离子通道型受体介导的信号转导、G 蛋白偶联受体介导的信号转导和酶联型受体介导的信号转导。
离子通道型受体介导的信号转导比较直接迅速。
当配体与受体结合后,离子通道会立即打开或关闭,导致离子的流动,从而改变细胞内的电位,快速地传递信号。
比如神经肌肉接头处的乙酰胆碱受体,当乙酰胆碱与之结合时,钠离子内流,引发肌肉细胞的兴奋和收缩。
G 蛋白偶联受体介导的信号转导则相对复杂一些。
G 蛋白就像是一个“开关”,当受体被激活后,它会改变 G 蛋白的状态,进而激活或抑制下游的效应器,产生一系列的生物效应。
比如在视觉信号转导中,光激活视紫红质,通过 G 蛋白激活磷酸二酯酶,使 cGMP 减少,钠离子通道关闭,最终产生视觉反应。
酶联型受体介导的信号转导也十分关键。
这类受体本身就具有酶活性或者能与酶结合。
比如受体酪氨酸激酶,当配体结合后,受体发生二聚化,其自身的酪氨酸残基被磷酸化,从而激活下游的信号分子,启动一系列的细胞反应,像细胞的增殖、分化等。
接下来是胞内受体介导的信号转导通路。
这类受体位于细胞内,通常与脂溶性的信号分子结合,比如类固醇激素、甲状腺激素等。
这些激素进入细胞后,与胞内受体结合,形成激素受体复合物,然后进入细胞核,调节基因的表达,从而影响细胞的功能和代谢。
最后是小分子气体信使介导的信号转导通路。
常见的小分子气体信使有一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H₂S)等。
它们能够自由地穿过细胞膜,直接作用于细胞内的靶分子。
细胞凋亡的相关信号通路解析细胞凋亡是机体内部细胞自我调节的一种重要机制,它参与了多种生理、病理过程的调节。
细胞凋亡现象的产生,往往与一系列的信号通路密切相关。
下面,我们将对与细胞凋亡相关的信号通路进行深入的解析。
1.肿瘤坏死因子(TNF)信号通路TNF是一种对于多种细胞类型具有强调节作用的细胞因子。
它通过结合细胞膜上的TNF受体,使得肌动蛋白的聚合及伸长促使其内部的死亡域与FADD(死亡受体结构域)结合,进而形成死亡信号复合物I,引发细胞的凋亡。
2.过氧化物酶体增生物(Peroxidase proliferator-activated receptor)信号通路PPARs是一种滋养素受体类似的受体、核黄素质激活因子,是一类与脂肪代谢密切相关的核转录因子。
研究表明,在细胞凋亡过程中,PPARs通路被激活,通过调控多种细胞信号通路,如抑制ABCA1和S1P的表达等,从而促使细胞发生凋亡。
3.磷脂酸信号转导通路磷脂酸信号转导通路包括红细胞Xe-63磷酸酰肌醇3激酶(PI3K)、蛋白激酶B(AKT)等信号分子,能够介导细胞的增殖、存活、分化及凋亡。
在细胞凋亡过程中,PI3K/AKT通路可能会被抑制或者受损,从而加速细胞的凋亡。
4.线粒体途径线粒体途径是细胞凋亡的常见途径。
在细胞凋亡过程中,半胱氨酸蛋氨酸酰化酶(Caspase)能够调控线粒体的膜电位和导致损伤,从而导致线粒体的释放,释放出的线粒体产生信号分子,如细胞色素c、APOPT1等,进而启动细胞凋亡的程序。
5.特异性脂肪肝X受体(FXR)信号通路FXR是一种与肝脏疾病相关的核受体,研究表明,FXR信号通路与细胞凋亡密切相关。
FXR同样可以促进细胞凋亡,同时也可以在细胞死亡后通过TGFB信号通路来调控细胞的再生。
在总结上述的信号通路之后,我们可以发现,这些信号通路都是通过调控多种细胞分子,如结构蛋白、酶和膜蛋白的功能来达到调控细胞凋亡的目的的。
同时,这些不同的信号通路之间也有很多相互作用,相互影响的关系。
细胞学中的信号通路和途径随着生物学的发展,细胞学已成为一个重要的分支学科。
细胞是生命的基本单位,其功能的实现靠的是各种信号通路和途径。
这些通路和途径在调节细胞的生命周期、分化、增殖、凋亡等方面起着重要的作用。
1. 细胞信号通路的分类细胞信号通路可以分为三类:内分泌信号通路、直接细胞间信号通路和细胞-基质相互作用信号通路。
内分泌信号通路是指通过内分泌激素传递信息的信号通路,包括内分泌腺的分泌和进入血液循环中的激素。
直接细胞间信号通路是指细胞直接通过细胞膜上的信号分子进行交流的通路,如神经传递。
细胞-基质相互作用信号通路是指细胞依赖于基质微环境的信号通路,包括与细胞黏附分子和外泌体相关的通路。
2.细胞信号通路的兴奋与抑制细胞信号通路的兴奋与抑制是细胞内信号传递的重要方面。
在兴奋相位,蛋白质激酶被激活并通过调节储存多种信号分子的酵素改变各种代谢途径。
一些过程如细胞内平衡、酸碱度和癌症的转移等都受到调控。
在抑制相位,人体的健康被维护并保持其稳态。
一些疾病,如非小细胞肺癌、肾脏疾病和血液疾病与细胞信号通路有关。
3. 细胞信号通路的核心信号在细胞信号传递的过程中,有一些核心信号起着重要的作用,包括二型蛋白激酶A、活化蛋白激酶C、酪氨酸激酶等。
二型蛋白激酶A通常与细胞膜上的受体结合,促进细胞信号传递。
活化蛋白激酶C在神经调节和免疫细胞的分化中发挥重要作用。
酪氨酸激酶则与上述两种激酶不同,其特点是能够催化酪氨酸的磷酸化,并可以通过胞外信号调节细胞增殖、生长和分化。
4. 细胞信号转导的分子机制在细胞信号传递和转导的过程中,各种信号分子起着重要的作用。
比如,神经生长因子通过细胞膜上的神经生长因子受体和细胞内的信号转导分子激活外泌体信号转导通路。
在这种情况下,钙离子和二聚体成为了细胞内信号通路的重要组成部分。
另一个例子是在T淋巴细胞的激活中,第二信使环核苷酸水平升高,导致激活蛋白激酶C和细胞核转录因子结合,从而调节细胞增殖和分化。
1 PPAR信号通路:过氧化物酶体增殖物激活受体( PPARs) 是与维甲酸、类固醇和甲状腺激素受体相关的配体激活转录因子超家族核激素受体成员。
它们作为脂肪传感器调节脂肪代谢酶的转录。
PPARs由PPARα、PPARβ和PPARγ 3种亚型组成。
PPARα主要在脂肪酸代谢水平高的组织,如:肝、棕色脂肪、心、肾和骨骼肌表达。
他通过调控靶基因的表达而调节机体许多生理功能包括能量代谢、生长发育等。
另外,他还通过调节脂质代谢的生物感受器而调节细胞生长、分化与凋亡。
PPARa同时也是一种磷酸化蛋白,他受多种磷酸化酶的调节包括丝裂原激活蛋白激酶( ERK-和p38.M APK) ,蛋白激酶A和C( PKA,PKC) ,AM PK和糖原合成酶一3( G SK3) 等调控。
调控PPARa生长信号的酶报道有M APK、PKA和G SK3。
PPARβ广泛表达于各种组织,而PPAR γ主要局限表达在血和棕色脂肪,其他组织如骨骼肌和心肌有少量表达。
PPAR-γ在诸如炎症、动脉粥样硬化、胰岛素抵抗和糖代谢调节,以及肿瘤和肥胖等方面均有着举足轻重的作用,而其众多生物学效应则是通过启动或参与的复杂信号通路予以实现。
鉴于目前人们对PPAR—γ信号通路尚不甚清,PPARs 通常是通过与9-cis维甲酸受体( RXR)结合实现其转录活性的。
2 MAPK信号通路:mapk简介:丝裂原激活蛋白激酶(mitogen—activated protein kinase,MAPK)是广泛存在于动植物细胞中的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。
作用主要是将细胞外刺激信号转导至细胞及其核内,并引起细胞的生物化学反应(增殖、分化、凋亡、应激等)。
MAPKs家族的亚族 :ERKs(extracellular signal regulated kinase):包括ERK1、ERK2。
生长因子、细胞因子或激素激活此通路,介导细胞增殖、分化。
JNKs(c-Jun N-terminal kinase)包括JNK1、JNK2、JNK3。
此亚族成员能使Jun转录因子N末端的两个氨基酸磷酸化而失活,因此称为Jun N末端激酶(JNKs)。
物理、化学的因素引起的细胞外环境变化以及致炎细胞因子调节此通路。
P38 MAPKs:丝氨酸/络氨酸激酶,包括p38 α、p38β、p38γ、p38δ。
p38 MAP K参与多种细胞内信息传递过程 ,能对多种细胞外刺激发生反应,可磷酸化其它细胞质蛋白,并能从胞浆移位至细胞核而调节转录因子的活性来改变基因的表达水平 ,从而介导细胞生长、发育、分化及死亡的全过程。
ERK5:是一种非典型的MAPK通路,也叫大MAPK通路,只有一个成员。
它可被各种刺激因素激活。
不仅可以通过磷酸化作用使底物活化,并且通过C端的物理性结合作用激活底物。
3 ERBB信号途径:ErbB 蛋白属于跨膜酪氨酸激酶的 EGF 受体家族成员。
ErbB 的命名来源于在禽红白血病 B( v-Erb-B) 发现的 EGF 受体的突变体,因而 EGF 受体亦称为“ ErbB1”。
人源 ErbB2 称为HER2, 特指人的 EGF 受体。
ErbB 家族的另外两个成员是 ErbB3 和 ErbB4, 它们是通过同源克隆技术被发现的。
ErbB2、 ErbB3 和 ErbB4 分别编码相对分子质量为 185 × 103、 160 × 103和 180 × 103的蛋白酪氨酸激酶。
ErbB 受体的结构包括胞外结合区结构域( 含有两个保守的半胱氨酸富集区) 、一个跨膜结构域、一个酪氨酸激酶结构域以及 C-末端结构域。
ErbB2 的酪氨酸激酶区与 EGF 受体相比有高达 80% 的同源性, 在总体上同源性达到50% 。
而且, EGF 受体、ErbB2 和 ErbB4 在结构上更为相似, 与 ErbB3 则有较大差异。
ErbB 蛋白之间需形成同源或异源二聚体后才能与 NRG 结合。
ErbB2( HER2/neu) 缺乏能够使其激活配体, NRG1 介导 ErbB2 受体的活化需ErbB3或 ErbB4 的参与, 形成异源性二聚体, 所以 ErbB2 又称为共受体。
ErbB3 虽然能与 NRG 结合, 但是其本身只有很低的激酶活性。
在 ErbB2 的协同作用下,这一活性可提高 100 倍。
所以 ErbB3 必须依赖异源二聚体的形成通过反式酪氨酸磷酸化激活。
而ERBB4 既可以与 ERBB2、 ERBB3 形成异源二聚体,也可以自身形成 ERBB4/ERBB4 同源二聚体。
二聚体的形成并不是一个随机的过程, 如含有 ErbB2 的二聚体倾向于形成 ErbB2/ErbB3 或ErbB2/ErbB4 异源二聚体, 它们与 NRGs 的亲和力超过了其他类型的二聚体。
与 NRG 结合后 ErbB 形成同源或者异源二聚体, 二聚体细胞内的酪氨酸残基发生自身磷酸化, 触发了一个复杂的连续分子间的相互作用。
磷酸化位点可以与一些接头蛋白结合, 如生长因子受体结合蛋白 2、 Shc、 Sos、磷脂酶 C γ、磷脂酰肌醇 3 激酶( phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K ) 的 p85 亚基和Src, 从而引起了下游信号级联反应, 如 PI3K /Akt、促分裂素原活化蛋白激酶( mitogen-activated protein ki-nases, MAPK) /Ras/Erk1/2、磷脂酶 C γ和成簇黏附激酶, 进而直接改变细胞质中的反应进程和基因表达。
其中MAPK 和 PI3K 信号通路最为重要, 并且两条通路有着相似的作用。
4 泛素—蛋白酶体途径( upp ): 蛋白质的降解是一个精细控制的过程,首先有待降解的蛋白质被一种多肽(称之为泛素)所标记,接着这些蛋白质进入细胞的蛋白酶复合体中,蛋白酶复合体是一个上下有盖的圆桶状酵素,它们如同细胞的垃圾桶,专门负责蛋白质的分解及再循环利用,泛素在这一过程中释出讯号,让蛋白酶复合体分辨出有待降解的蛋白质泛素—蛋白酶体途径( upp )由泛素( ubiquitin, ub)以及一系列相关的酶组成。
除泛素以外还包括4 种酶家族:泛素活化酶( ubiquitin - activating enzyme, E1 ) 、泛素偶连酶( ubiquitin - conjugating enzymes, E2 s)也称泛素载体蛋白( ubiquitin -carrier protein) 、泛素-蛋白连接酶( ubiquitin - ligatingenzymes, E3 s)和蛋白酶体(proteasome) 。
蛋白的泛素化和去泛素化都需要多种酶介导, upp既有高度底物多样性又具有针对不同调控机制的多样性。
由泛素介导的蛋白水解过程,分为2个阶段。
第一阶段:多个泛素分子与靶蛋白共价结合。
首先,泛素经泛素活化酶E1 活化,泛素上76位的Gly与泛素活化酶上特殊的Cys残基形成一个高能硫酯键,并伴有ATP水解; 然后,通过转酯作用,泛素从泛素活化酶转移到泛素结合酶E2 的Cys上,形成泛素结合酶- 泛素;最后,在泛素连接酶E3 参与下,泛素又从泛素结合酶转移到受体蛋白(靶蛋白)的Lys残基上,形成泛素- 靶蛋白,使靶蛋白发生泛素化。
多个遍泛素分子重复地附加到靶蛋白上,则形成分枝的多Ub链。
泛素共有7个Lys残基,在多聚泛素链结构中,其中一个泛素的C - 末端Gly与相邻的泛素之间通过Lys48、Lys63或Lys29连接。
第二阶段: 靶蛋白在26 s蛋白酶体的作用下,由泛素介导的蛋白水解过程。
经泛素活化的底物蛋白被展平后,通过两个狭孔,进入26 s蛋白酶体的催化中心,蛋白降解在20 s蛋白酶体内部发生。
进入26 s蛋白酶体的底物蛋白质被多次切割,最后形成3~22个氨基酸残基的小肽。
5 溶酶体:溶酶体是由一个单位膜围成的球状体。
主要化学成分为脂类和蛋白质。
溶酶体内富含水解酶,由于这些酶的最适pH值为酸性,因而称为酸性水解酶。
其中酸性磷酸酶为溶酶体的标志酶。
由于溶酶体外面有膜包着,使其中的消化酶被封闭起来,不致损害细胞的其他部分。
否则膜一旦破裂,将导致细胞自溶而死亡。
溶酶体可分成两种类型:一是初级溶酶体,它是由高尔基囊的边缘膨大而出来的泡状结构,因此它本质上是分泌泡的一种,其中含有种种水解酶。
这些酶是在租面内质网的核糖体上合成并转运到高尔基囊的。
初级溶酶体的各种酶还没有开始消化作用,处于潜伏状态。
二是次级溶酶体,它是吞噬泡和初级溶酶体融合的产物,是正在进行或已经进行消化作用的液泡。
有时亦称消化泡。
在次级溶酶体中把吞噬泡中的物质消化后剩余物质排出细胞外。
吞噬泡有两种,异体吞噬泡和自体吞噬泡,前者吞噬的是外源物质,后者吞噬的是细胞本身的成分。
溶酶体第一方面的功能是参与细胞内的正常消化作用。
大分子物质经内吞作用进入细胞后,通过溶酶体消化,分解为小分子物质扩散到细胞质中,对细胞起营养作用。
第二个方面的作用是自体吞噬作用。
溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器,其降解的产物重新被细胞利用。
第三个作用是自溶作用。
在一定条件下,溶酶体膜破裂,其内的水解酶释放到细胞质中,从而使整个细胞被酶水解、消化,甚至死亡,发生细胞自溶。
细胞自溶在个体正常发生过程中有重要作用。
如无尾两栖类尾巴的消失等溶酶体的生物发生:溶酶体的形成是一个相当复杂的过程,涉及的细胞器有内质网、高尔基体和内体等。
比较清楚的是甘露糖-6-磷酸途径(mannose 6-phosphate sorting pathway):溶酶体的酶类在内质网上起始合成,跨膜进入内质网的腔,在顺面高尔基体带上甘露糖6-磷酸标记后在高尔基体反面网络形成溶酶体分泌小泡,最后还要通过脱磷酸才成为成熟的溶酶体.大多数溶酶体的酶在寡糖链上含有甘露糖,在顺面高尔基网络转变成甘露糖-6-磷酸。
新形成的溶酶体的酶通过高尔基复合体,在高尔基体反面网络与膜受体结合后被包进溶酶体分泌小泡,通过出芽形成自由的分泌泡。
通过H+-质子泵调节溶酶体分泌小泡中的pH,使溶酶体的酶同受体脱离,受体再循环,溶酶体酶脱磷酸后成为成熟的初级溶酶体。
6吞噬体:吞噬体是一类病毒,原指细菌病毒,近年来发现真菌、藻类都有吞噬体。
吞噬体体积微小,只有在电子显微镜下才能看见,是一种非细胞结构的生命,只有进入宿主细胞才具有生命特征,并具有寄主专一性。
吞噬体结构简单,包括蛋白质外壳和包裹在蛋白质内的遗传物质——一个核酸分子(DNA或RNA)。
在遗传上研究得比较清楚的是大肠杆菌的T系吞噬体,其外形一般呈蝌蚪状,只相当于他的寄主大肠杆菌体积的1/1000,每个吞噬体大约是由等量的蛋白质和核酸组成。
吞噬体展示是一种非常有效的体外筛选技术。