分子生物學(xué)筆記完全版

1、分子生物學(xué)筆記第一章 基因的結(jié)構(gòu)第一節(jié) 基因和基因組一、基因(gene) 是合成一種功能蛋白或RNA分子所必須的全部DNA序列一個(gè)典型的真核基因包括編碼序列外顯子(exon) 插入外顯子之間的非編碼序列內(nèi)合子(intron) 5'-端和3'-端非翻譯區(qū)(UTR) 調(diào)控序列(可位于上述三種序列中) 絕大多數(shù)真核基因是斷裂基因(split-gene)，外顯子不連續(xù)。二、基因組(genome) 一特定生物體的整套(單倍體)遺傳物質(zhì)的總和， 基因組的大小用全部DNA的堿基對(duì)總數(shù)表示。人基因組3X1 09(30億bp)，共編碼約10萬個(gè)基因。每種真核生物的單倍體基因組中的全部DNA量稱為

2、C值，與進(jìn)化的復(fù)雜性并不一致(C-value Paradox)。人類基因組計(jì)劃（human genome project, HGP）基因組學(xué)（genomics）,結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）和功能基因組學(xué)（functional genomics）。蛋白質(zhì)組（proteome）和蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）第二節(jié) 真核生物基因組一、真核生物基因組的特點(diǎn)： ，真核基因組DNA在細(xì)胞核內(nèi)處于以核小體為基本單位的染色體結(jié)構(gòu)中真核基因組中，編碼序列只占整個(gè)基因組的很小部分(23)，三、基因家族(gene family) 一組功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因可能由某一共

3、同祖先基因(ancestral gene)經(jīng)重復(fù)(duplication)和突變產(chǎn)生?；蚣易宓奶攸c(diǎn)：基因家族的成員可以串聯(lián)排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串聯(lián)重復(fù)基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和組蛋白的基因； 有些基因家族的成員也可位于不同的染色體上，如珠蛋白基因；有些成員不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物，這種基因稱為假基因 (Pseudogene)a1表示與a1相似的假基因四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和單基因組成的大基因家族，結(jié)構(gòu)上有程度不等的同源性，但功能不同第四節(jié) 細(xì)菌和

4、病毒基因組一、細(xì)菌基因組的特點(diǎn)。1功能相關(guān)的幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因往往串聯(lián)在起，受它們上游的共同調(diào)控區(qū)控制，形成操縱子結(jié)構(gòu)，2結(jié)構(gòu)基因中沒有內(nèi)含子，也無重疊現(xiàn)象。3細(xì)菌DNA大部分為編碼序列。二、病毒基因組的特點(diǎn)1每種病毒只有一種核酸，或者DNA，或者RNA；2病毒核酸大小差別很大，3X103一3X106bp；3除逆病毒外，所有病毒基因都是單拷貝的。4大部份病毒核酸是由一條雙鏈或單鏈分子(RNA或DNA)，僅少數(shù)RNA病毒由幾個(gè)核酸片段組成 5真核病毒基因有內(nèi)含子，而噬菌體（感染細(xì)菌的病毒）基因中無內(nèi)含子6有重疊基因第五節(jié) 染色質(zhì)和染色體(二)組蛋白(histone)：一類小的帶有豐富正電荷<富含

5、Lys，Arg)的核蛋白，與DNA有高親和力(二)端粒(telomere)：真核生物線狀染色體分子末端的DNA區(qū)域端粒DNA的特點(diǎn)：1、由富含G的簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列組成(長(zhǎng)達(dá)數(shù)kb)人的端粒DNA重復(fù)序列：TTAGGC。2、端粒的末端都有一條12-16堿基的單鏈3端突出。端粒的作用：防止DNA末端降解，保證染色體的穩(wěn)定性和功能（三）、復(fù)制原點(diǎn) 第二章 DNA的復(fù)制、修復(fù)和重組第一節(jié) DNA的復(fù)制(DNA Replication)一、DNA復(fù)制的基本特性1. 半保留性(Semi-Conservative)2. 雙向復(fù)制(一般) 復(fù)制起始點(diǎn)(origin)+兩側(cè)復(fù)制叉=復(fù)制單位(復(fù)制子, Repli

6、con)3.半不連續(xù)性(Semi-discontinuous)前導(dǎo)鏈(leading strand)-連續(xù)合成，隨從鏈(Lagging Strand)-不連續(xù),由崗崎片段(okazaki fragment)連接而成.二、DNA復(fù)制必需的成份(真核生物)1.染色體DNA復(fù)制必需三種核苷酸序列復(fù)制起點(diǎn)著絲粒端粒.2 RNA引物(RNA Primer) 一般8-14nt.帶游離3'-OH末端.3.參加DNA復(fù)制的主要酶和蛋白質(zhì) DNA聚合酶(DNA Polymerase) 真核DNA復(fù)制的主要酶DNA Pol a/. 功能:從5'-3'方向延伸與模板互補(bǔ)的子代鏈.引發(fā)酶(Pr

7、imase)與其他多種蛋白組成多蛋白復(fù)合體-引發(fā)體(Primosome).催化RNA引物合成和復(fù)制起始.DNA連接酶(DNA Ligase) 催化一個(gè)雙鏈DNA的5'磷酸與另一雙鏈DNA的3'-OH形成磷酸二酯鍵.DNA解鏈酶(DNA Helicase),打開DNA雙鏈.增殖細(xì)胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen.PCNA) 輔助催化前導(dǎo)鏈合成.端粒酶(Telomerase)末端復(fù)制問題。 端粒酶負(fù)責(zé)染色體末端(端粒)復(fù)制,是由RNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核蛋白.其中的RNA成分是端粒復(fù)制的模板.(因此端粒是逆轉(zhuǎn)錄酶)作用:維持端粒長(zhǎng)度.端

8、粒酶活性可用基于PCR的“TRAP”（Telomerase repeat amplification protocol）法測(cè)定端粒與細(xì)胞壽命。端粒、端粒酶與腫瘤的關(guān)系：絕大多數(shù)惡性腫瘤具有端粒酶活性但端粒縮短，但也有約5%的腫瘤無端粒酶活性且端粒較長(zhǎng)。端粒酶作為新的腫瘤標(biāo)志和腫瘤治療靶點(diǎn).第二節(jié) DNA修復(fù)（DNA repair）DNA修復(fù)是維持基因組完整性的重要機(jī)制，在保護(hù)基因組避免發(fā)生可能導(dǎo)致腫瘤或遺傳疾病的突變中起關(guān)鍵的作用。引起DNA損傷的因素：1、 細(xì)胞內(nèi)源性損傷因素：DNA復(fù)制錯(cuò)誤；自發(fā)損傷包括堿基互變異構(gòu)、堿基脫氨（CU、AI）和堿基丟失等；氧化代謝副產(chǎn)物如活性氧物質(zhì)（React

9、ive oxygen species，ROS）的攻擊等。2、 環(huán)境中的損傷因素：輻射（含紫外線、X射線）產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體；化學(xué)致癌物（氧化脫氨，烷化劑或代謝活化物如苯并芘、黃曲霉素等產(chǎn)生堿基加合物）一、堿基切除修復(fù)(Base excision repair、BER)該途徑中最關(guān)鍵的是必須通過一種糖苷酶(glycosylase)先除去變異堿基(如被氧化、烷基化或脫氨的堿基)，該糖苷酶催化連接損傷堿基與脫氧核糖之間的糖苷鍵水解，釋放游離堿基并在DNA中產(chǎn)生一個(gè)去堿基位點(diǎn)，然后由去嘌呤去嘧啶(AP)核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶和DNA連接酶等利用相對(duì)的一條正常鏈為模板進(jìn)行修補(bǔ)合成。BER是修復(fù)內(nèi)源性D

10、NA損傷(自發(fā)水解、烷基化和活性氧攻擊)的主要途徑，因此對(duì)于降低自發(fā)突變的頻率、防止腫瘤發(fā)生有重要作用。二、核苷酸切除修復(fù)(Nucleotide excision repair，NER)首先由多聚體復(fù)合物識(shí)別損傷，再在損傷的兩側(cè)進(jìn)行切除。隨著DNA鏈被解開，包含損傷的單鏈片段釋放出來，留下的缺口由DNA聚合酶填補(bǔ)，DNA連接酶封閉。該途徑包括20種以上蛋白，可以修復(fù)紫外輻射誘導(dǎo)的環(huán)丁烷嘧啶二聚體(CPD)和(64)光產(chǎn)物(64)PPs)，以及一些化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的大加合物。NER可再分為二條子途徑：(1)全基因組修復(fù)(Global Genomic repair，GGR)途徑：修復(fù)整個(gè)基因組內(nèi)的損傷

11、，其效率取決于損傷的化學(xué)特性、損傷部位的DNA序列和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。(2)轉(zhuǎn)錄藕聯(lián)修復(fù)(Trancsriptioncoupled repair，TCR，)：特異地修復(fù)基因組中具有轉(zhuǎn)錄活性(即表達(dá))的基因的被轉(zhuǎn)錄DNA鏈上的損傷，該途徑的 特點(diǎn)是依賴RNA聚合酶II催化的轉(zhuǎn)錄，其中的一些蛋白是普通轉(zhuǎn)錄因子TFIIH 的亞基。三、錯(cuò)配修復(fù)(Mismatch repair) 負(fù)責(zé)修復(fù)DNA復(fù)制過程中由于錯(cuò)誤摻入而產(chǎn)生的錯(cuò)配。四、重組修復(fù)(Recomhinant repair) 修復(fù)DNA的兩條鏈均受損傷的部位的雙鏈斷裂或鏈間交連。第三節(jié) 重組(recombination)重組的本質(zhì)是基因的重排或交換.即

12、2個(gè)DNA分子間或一個(gè)DNA分子的不同部位間,通過斷裂和重接,交換DNA片段從而改變基因的組合和序列.一.同源重組(Homologous recombination)指DNA同源序列間的重組,常發(fā)生于兩個(gè)較長(zhǎng)的同源DNA片段或同源染色體之間。 可通過同源重組將外源基因定位整合到細(xì)胞基因組中.二.轉(zhuǎn)座(transposition) 可移動(dòng)的DNA元件(mobile DNA elements)-轉(zhuǎn)座元件(Transposable element).它是指那些可在DNA分子內(nèi)或DNA分子間轉(zhuǎn)移的DNA片段.轉(zhuǎn)座元件的轉(zhuǎn)移過程-轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座的特點(diǎn):1.轉(zhuǎn)座后原來位置的轉(zhuǎn)座元件序列仍然保留,但同時(shí)又把新合成

13、的DNA 復(fù)本插入到另外一個(gè)位點(diǎn).2.轉(zhuǎn)座過程需要轉(zhuǎn)座酶(transposase).它催化斷裂和重接兩步連續(xù)的 過程(需要M2+)3.轉(zhuǎn)座元件插入位置的兩茶有3-12bp的正向重復(fù)序列(靶序列),它是由于轉(zhuǎn)座酶錯(cuò)位切割DNA造成的.這種短正向重復(fù)序列是存在轉(zhuǎn)座元件的特征.轉(zhuǎn)座元件的分類轉(zhuǎn)座子(transposon):通過DNA復(fù)制而轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件.逆轉(zhuǎn)座子(retroposon)或返座子,通過RNA階段實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件 (DNA RNA DNA 插入新位點(diǎn))轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng)-導(dǎo)致基因重排、插入、缺失。 第三章 基因表達(dá)的調(diào)控基因表達(dá)：DNAmRNA蛋白質(zhì)的遺傳信息傳遞過程第一節(jié) 基因的活化基因

14、的“開關(guān)”-染色質(zhì)的活化一、活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)二、活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(一)DNaseI敏感性 轉(zhuǎn)錄活性(或有潛在轉(zhuǎn)錄活性)的染色質(zhì)對(duì)DNase I更敏感(二)組蛋白H3的CyS110上巰基暴露，三、活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成(二)、組蛋白修飾。（三)HMG蛋白結(jié)合 HMG（high mobility group)蛋白高遷移率蛋白, 如HMG14/HMG17.與核小體核心顆粒結(jié)合，有利轉(zhuǎn)錄。四、DNA甲基化與基因表達(dá) (一)、真核生物基因組DNA的甲基化(Methylation)(二)DNA甲基化的轉(zhuǎn)錄抑制作用。持家基因(housekeeping gene)： 是指對(duì)所有類型組織細(xì)胞在任何時(shí)候都需要其

15、表達(dá)的基因，通常都是維持細(xì)胞基本生存所必須的基因，其表達(dá)常保持在固定的水平。又稱為組成性基因(Constitutive gene)。（三）甲基化與基因組印跡基因組印跡(genomic imprinting)：指基因表達(dá)活性只局限于來自雙親之一的基因版本。被印跡(imprinted)的基因第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄基本條件：特異性基因轉(zhuǎn)錄的基本條件包括：?jiǎn)?dòng)子(特別是核心啟動(dòng)子)轉(zhuǎn)錄模板(轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（+1）-終止點(diǎn))RNA Pol普通轉(zhuǎn)錄因子(GTFs)(一)啟動(dòng)子(promoter)與基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)有關(guān)的一組DNA序列，一般位于RNA poII轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游100-200bp以內(nèi)，其

16、功能是決定轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄頻率啟動(dòng)子區(qū)域包括核心啟動(dòng)子和啟動(dòng)子上游近側(cè)序列：1、核心啟動(dòng)子(core promoter)是決定轉(zhuǎn)錄起始位置的關(guān)鍵序列，也是普通轉(zhuǎn)錄因子TFD的結(jié)合位點(diǎn)，TATA盒(TATA box) 位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-25-30bp起始子(initiator，Inr) Inr是與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)重疊的短的較保守序列注：不是所有基因都含有TATA盒或Inr序列有的只有其中之一，有的兩者都無這些核心啟動(dòng)子的序列和它們之間的間隔多變2、上游啟動(dòng)子元件(Upstream Promoter element，UPE)位于較上游(-30一-110bp)，能較強(qiáng)影響轉(zhuǎn)錄起始的頻率，如CAA

17、T 盒和GC盒其中GC盒是轉(zhuǎn)錄因子SPl的結(jié)合位點(diǎn)。(二)RNA聚合酶負(fù)責(zé)真核生物蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)錄(產(chǎn)物mRNA)，有7-10個(gè)亞基，最大亞基的羧基末端結(jié)構(gòu)域(CTD)具有7個(gè)氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Set)的重復(fù)序列，其中有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)CTD磷酸化對(duì)調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄有重要作用(三)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(basal transcription factor)真核基因轉(zhuǎn)錄除RNA聚合酶外還需要許多蛋白因子轉(zhuǎn)錄因子參加，其中一些轉(zhuǎn)錄因子是RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄起始必需的，并且可以維持基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄，因此稱為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子或普通轉(zhuǎn)錄因子(general transcription

18、factor)1RNA聚合酶 II的普通轉(zhuǎn)錄因子(TF II)包括TFIID,TFB,TFIIF，TFIIE，TFIIH，TFIIA等TFIID是由TATA盒結(jié)合蛋白(TATA binding protein，TBP)和8種TBP協(xié)同因子(TBP associated factor，TAF)組成的復(fù)合物，TFIID可識(shí)別和結(jié)合核心啟動(dòng)子(TATA盒和Inr)；TFB的C端與TFIID和DNA的復(fù)合物結(jié)合，N-端與TFF協(xié)同作用募集RNA聚合酶II，再加上TFIIE,TFIIH形成完整的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物TFIIH有蛋白激酶活性，可使RNA Pol最大亞基CTD磷酸化，使轉(zhuǎn)錄起始過渡到轉(zhuǎn)錄延伸 TFII

19、A有助于TFIID與TATA盒核心啟動(dòng)子結(jié)合2、TAF的作用TFIID中包括至少8種TBP協(xié)同因子,分子量為30250kD,分別命名為TAF-30250TAF150識(shí)別起始子(1nr)序列TAF是基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的輔助因子，它的作用是通過與多種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子（激活物或阻遏物）的轉(zhuǎn)錄調(diào)控結(jié)構(gòu)域結(jié)合，而介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活或抑制。二、基因轉(zhuǎn)錄的順式調(diào)控元件順式調(diào)控元件(cis-regulating element)是指對(duì)基因表達(dá)有調(diào)控活性的DNA序列，其活性只影響與其自身同處于一個(gè)DNA分子上的基因(二)增強(qiáng)子(enhancer)能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類順式調(diào)控元件（其核心序列常為8-12bp)增強(qiáng)子的作用

20、特點(diǎn)： 1能(通過啟動(dòng)子)提高同一條鏈上的靶基因轉(zhuǎn)錄速率；2增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效；3增強(qiáng)子的位置可在基因5-上游、基因內(nèi)或3下游序列中；4自身沒有5-或3-方向性；5增強(qiáng)子可遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(最多30Kb)；6增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性(三)負(fù)調(diào)控元件沉寂子 負(fù)調(diào)控元件是能抑制基因表達(dá)的序列如沉寂子(silencer)(四)其它順式調(diào)控元件1應(yīng)答元件(responsive elements)真核細(xì)胞中對(duì)某些特定的環(huán)境作出應(yīng)答的基因，常具有相同的順式元件應(yīng)答元件應(yīng)答元件能被在一些特定情況下表達(dá)的調(diào)控因子識(shí)別(又稱為可誘導(dǎo)的順式調(diào)控元件反式作用因子)。2轉(zhuǎn)座元件對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，

21、。三、基因轉(zhuǎn)錄的反式作用因子轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要是通過與多種DNA元件結(jié)合的蛋白因子來實(shí)現(xiàn)反式作用因子(trans-acting factor)是通過識(shí)別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)反式作用因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控可正(激話)可負(fù)(阻遏)第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄后加工在細(xì)胞核內(nèi)對(duì)基因產(chǎn)物(mRNA前體)進(jìn)行各種修飾、剪接和編輯，使編碼蛋白質(zhì)的外顯子部分連接成為一個(gè)連續(xù)的開放讀框(open reading frame，ORF)的過程稱為轉(zhuǎn)錄后加工一、mRNA前體加工的分子機(jī)制 -核內(nèi)mRNA前體異質(zhì)性核RNA(heterogeneous nuclear RNA，hnRNA)，hnR

22、NA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核異質(zhì)性核糖核蛋白(hnRNP), mRNA前體的加工在hnRNP上進(jìn)行選擇性剪接(alternative splicing)：在mRNA前體的剪接過程中，參加剪接的外顯子可以不按其線性次序剪接，內(nèi)含子也可以不被切除而保留，即一個(gè)外顯子或內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟mRNA中是可以選擇的，這種剪接方式稱為選擇性剪接。此外，不同的啟動(dòng)子或不同的poly(A)加尾位點(diǎn)的選擇，也可看作選擇性剪接選擇性剪接的主要方式。由來自一個(gè)基因的mRNA前體因選擇性剪接而產(chǎn)生多種mRNA，并翻譯出的不同蛋白質(zhì)，稱為同源異構(gòu)體(isoform)>5%的人基因可在不同的組織或生理狀態(tài)下，通過選擇性剪

23、接產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)異構(gòu)體，這是造成真接生物高度異質(zhì)性的基礎(chǔ)。第四節(jié) 翻譯水平調(diào)控四、翻譯后修飾1、 氨基酸側(cè)鏈的共價(jià)修飾：乙酰化、磷酸化、糖基化（N-、O-）；2、 蛋白質(zhì)前體的切割和成熟。Proproteinprotein.例：胰島素的成熟。五、蛋白質(zhì)的分泌和胞內(nèi)定位信號(hào)肽：作為蛋白質(zhì)定位信號(hào)的短肽序列，指導(dǎo)蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)秸_位置，定位結(jié)束后通常被特異的信號(hào)肽酶切除。第四章 原癌基因與抑癌基因第一節(jié) 概述病毒致癌作用，病毒癌基因Viral oncogene，V-onc).。細(xì)咆癌基因(cellular oncogene ，c-onc)或原癌基因(protoncogene)正常細(xì)胞中與v-onc

24、同源的基因，抑癌基因(tumor suppressor gene)：是指由于其存在和表達(dá)而抑制細(xì)胞癌變的基因。原癌基因與抑癌基因生物學(xué)性質(zhì)差異：1功能：抑癌基因在細(xì)胞生長(zhǎng)中起負(fù)調(diào)節(jié)作用，抑制增殖、促進(jìn)分化成熟與衰老，或引導(dǎo)多余細(xì)胞進(jìn)入程序性細(xì)胞死亡(PCD)，原癌基因的作用則相反2遺傳方式：原癌基因是顯性的，激活后即參與促進(jìn)細(xì)胞增殖和癌變過程，而抑癌基因?yàn)殡[性，只有發(fā)生純合失活時(shí)才失去抑癌功能3突變的細(xì)胞類型：抑癌基因突變不僅可發(fā)生在體細(xì)胞中，也可發(fā)生在生殖系(germ 1ine)細(xì)胞中，并通過其遺傳突變，而原癌基因只在體細(xì)胞中產(chǎn)生突變。第二節(jié) 原癌基因原癌基因是細(xì)胞的正?；颍浔磉_(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)

25、胞的生理功能極其重要，只有當(dāng)原癌基因發(fā)生結(jié)構(gòu)改變或過度表達(dá)時(shí)，才有可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變。一、原癌基因表達(dá)的特點(diǎn)：l、正常細(xì)胞中原癌基因的表達(dá)水平一般較低，而且是受生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的，其表達(dá)主要有三個(gè)特點(diǎn)：具有分化階段特異性；細(xì)胞類型特異性； 細(xì)胞周期特異性。2、腫瘤細(xì)胞中原癌基因的表達(dá)有2個(gè)比較普遍和突出的特點(diǎn)：一些原癌基因具有高水平的表達(dá)或過度表達(dá)原癌基因的表達(dá)程度和次序發(fā)生紊亂，不再具有細(xì)胞周期特異性。3、細(xì)胞分化與原癌基因表達(dá) 在分化過程中，與分化有關(guān)的原癌基因表達(dá)增加，而與細(xì)胞增殖有關(guān)的原癌基因表達(dá)受抑制。二，原癌基因的結(jié)構(gòu)改變與其表達(dá)激活(一)點(diǎn)突變(二)染色體易位 染色體易位(transloc

26、ation)：是染色體的一部分因斷裂脫離，并與其它染色體聯(lián)結(jié)的重排過程。(三)基因擴(kuò)增 即基因拷貝數(shù)增加(四)LTR插入 LTR是逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組兩端的長(zhǎng)末端重復(fù)，其中含有強(qiáng)啟動(dòng)子序列。三、原癌基因產(chǎn)物的功能大多數(shù)原癌基因編碼的蛋白質(zhì)都是復(fù)雜的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中的成份，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中有著重要的作用原癌基因產(chǎn)物可作為：1、生長(zhǎng)因子，如sis(PDGF-)，fgf家族(int-2，csf-1等)2、生長(zhǎng)因子受體(質(zhì)膜)：具酪氨酸蛋白激酶活性，如neu，ht，met，erbB，trk，fms，ros-1等。 3、非受體酪氨酸蛋白激酶(質(zhì)膜胞質(zhì)) 如src家族：src，syn，fyn，abl，lck

27、，ros，yes，fes，ret等4、絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(胞質(zhì))：如raf，raf-1，mos，pim-1，5、G蛋白(質(zhì)膜內(nèi)側(cè))，具GTP結(jié)合作用和GTP酶活性，如ras家族中的 H-ras，K-ras，N-ras，以及mel和ral等 ，6核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白(轉(zhuǎn)錄因子) 如myc家族，fos家族，Jun家族，ets家族，rel，erb A(類固醇激素受體)第三節(jié) 抑癌基因一、抑癌基因失活與雜合性丟失抑癌基因?yàn)殡[性癌基因，只有發(fā)生純合失活時(shí)才對(duì)腫瘤形成起作用，通常的表現(xiàn)為抑癌基因的一個(gè)等位基因丟失，面另一個(gè)存留的等位基因發(fā)生突變(點(diǎn)突變、微缺失，重排等)，等位基因丟失常伴有抑癌基因相鄰區(qū)域

28、的雜合性丟失(Loss of heterozygosity，LOH)，LOS指腫瘤中特定染色體上某種DNA多態(tài)性標(biāo)志(如RFLP，VNTR、STR或SSCP等)的等位基因片段在同一患者中由正常組織基因組中的兩種變?yōu)橐环N，即等位基因型由雜合子變?yōu)榧兒献?。LOH是腫瘤細(xì)胞中部分染色體區(qū)域缺失的表現(xiàn)。二、抑癌基因產(chǎn)物的功能巳知的腫瘤抑制基因及其蛋白產(chǎn)物功能基因 相關(guān)癌 產(chǎn)物胞內(nèi)定位 作用p53 Rb WT-1 APC DCC NF l RET VHL P16(MTS-1) WAFCIPl BRCAl 肺癌、乳腺癌等（>51種） 視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤等wilm腫瘤 結(jié)腸癌 結(jié)腸癌 神經(jīng)纖維 瘤甲狀腺癌

29、腎癌 黑素瘤等(多種) 多種乳腺癌、宮頸癌等 核胞質(zhì)？ 粘附分子GTP酶激活劑受體酪氨酸激酶 轉(zhuǎn)錄延伸因子 CDK抑制劑 CDK抑制劑 轉(zhuǎn)錄因子 抑癌基因p53人P53基因定位：17P13，11個(gè)外顯子編碼393個(gè)氨基酸。p53基因突變：存在于一半以上的人腫瘤中，多為點(diǎn)突變，主要發(fā)生于外顯子5-8,如肝癌中的249號(hào)密碼子第3堿基GT ,與黃曲霉素B1有關(guān)。 P53蛋白結(jié)構(gòu)和功能：P53蛋白為核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子，包括核心區(qū)的DNA結(jié)合域；N端轉(zhuǎn)錄激活域；C端介導(dǎo)寡聚體化的結(jié)構(gòu)域。1、 P53的中央域識(shí)別和結(jié)合一個(gè)10bp的啟動(dòng)子序列，可激活轉(zhuǎn)錄（通過N-端的反式激活域）。P53突變大多發(fā)生于中央DN

30、A結(jié)合域。2、 P53也可結(jié)合DNA損傷時(shí)產(chǎn)生的單鏈區(qū)域。3、 P53是四聚體，寡聚化需要C-端域4、P53激活cki p21, 后者抑制細(xì)胞周期于G1期. 5、 p53 激活與負(fù)責(zé)輻身損傷的修復(fù)蛋白GADD45，維持基因組穩(wěn)定性。 6、P53誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制尚不清楚。 7、正常情況下p53以低水平存在，半衰期短。DNA損傷穩(wěn)定P53并增加其轉(zhuǎn)錄活性8、Mdm2使p53不穩(wěn)定，易被降解，并能直接抑制其反式激活活性（Mdm2是癌基因） 第五章 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞外信號(hào)通過與細(xì)胞表面的受體相互作用轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號(hào)并在細(xì)胞內(nèi)傳遞的過程稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程包括：

31、1，胞外信號(hào)被質(zhì)膜上的特異性受體蛋白識(shí)別，受體被活化；2，通過胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物(蛋白激酶，第二信使等) 的相互作用傳遞信號(hào)；3，信號(hào)導(dǎo)致效應(yīng)物蛋白的活化，引發(fā)細(xì)胞應(yīng)答（如激活核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)基因表達(dá)）。第一節(jié) 胞內(nèi)信使細(xì)胞內(nèi)信使(intracellular messenger)是具有信息傳遞作用的一些小分子，也稱為第二信使(second messengers)。一、cAMP環(huán)磷酸腺苷) ，生成： 腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成cAMP;代謝： cAMP磷酸二酯酶水解cAMP產(chǎn)生5-AMP功能： ，激活蛋白激酶A抑制蛋白磷酸酯酶二、cGMP(環(huán)磷酸鳥苷)生成酶：鳥苷酸環(huán)化酶代謝酶：cGMP磷酸二酯酶

32、功能：激活蛋白激酶G 調(diào)控細(xì)胞膜離子通道三、三磷酸肌醇（inositol triphosphate,IP3）和甘油二酯（diacyglycerol, DAG）G-蛋白偶聯(lián)受體激活磷脂酶C生成IP3及DAG功能：1、IP3：開放胞內(nèi)鈣庫，激活Ca2+途徑2、DAD：在Ca2+和磷脂酰絲氨酸存在下，激活蛋白激酶C，四、鈣離子細(xì)胞內(nèi)鈣離子主要貯存于胞內(nèi)鈣庫(如肌細(xì)胞的肌漿網(wǎng)，SR)和線粒體中。細(xì)胞質(zhì)膜兩鍘Ca2+跨膜梯度：細(xì)胞外液>>胞漿胞漿內(nèi)Ca2+的調(diào)節(jié)一通過(質(zhì)膜和鈣庫膜上的)鈣離子通道(進(jìn)入)和鈣泵(出)，鈣通道開放的條件：質(zhì)膜或鈣庫膜去極化(可興奮細(xì)胞)；成IP3介導(dǎo)鈣庫膜上鈣

33、通道開放(任何細(xì)胞)鈣泵激活線粒體鈣泵的作用Ca2+功能：與鈣調(diào)蛋白(calmodulin, CaM)結(jié)合形成Ca2+CaM復(fù)合物：激活腺苷酸環(huán)化酶和磷酸二酯酶，激活Ca2+CaM依賴蛋白激酶鈣通道阻斷劑及其臨床應(yīng)用。五、一氧化氮(NO)NO合成酶催化L-精氨酸生成NO和胍氨酸NO合成酶(NOS)分類：神經(jīng)元型(nNOS)內(nèi)皮細(xì)胞型(ecNOS)誘導(dǎo)型（iNOS)功能：激活烏苷酸環(huán)化酶，刺激cGMP合成。NO的生理病理作用第二節(jié) 蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶蛋白激酶(Protein kinase，PK)催化蛋白質(zhì)的含羥基氨基酸(絲蘇和酪)的側(cè)鏈羥基形成磷酸酯（ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移至氧）蛋白質(zhì)磷酸酯酶(

34、Protein phosphatase，PPase)催化磷酸蛋白的磷酸酯鍵水解而去磷酸化。細(xì)胞內(nèi)任何一種蛋白質(zhì)的磷酸化狀態(tài)是由蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶的兩種相反酶活性之間的平衡決定的。蛋白質(zhì)可逆磷酸化的調(diào)節(jié)在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中有重要作用，是細(xì)胞生命活動(dòng)的調(diào)控中心。一、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的蛋白激酶一)絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(SerThr PK)是一大類特異地催化蛋白質(zhì)的絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化的激酶家族，參與多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。1、蛋白激酶A（PKA)-cAMP依賴性蛋白激酶.PKA由兩個(gè)催化亞基C和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基R所構(gòu)成PKA參與cAMP介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控。PKA的其它(下游)底物：多種代謝相關(guān)酶核內(nèi)組蛋白和

35、非組蛋白膜蛋白等。2、蛋白激酶C(PKC)-Ca2+激活的磷脂依賴性蛋白激酶調(diào)節(jié)：可被Ca2+，DAG和磷脂酰絲氨酸激活TPA(佛波酯)也可激活PKC分子由N-端的調(diào)節(jié)區(qū)和C端催化區(qū)（親水的蛋白激酶結(jié)構(gòu)域）所組成。 PKC有多種亞型(>12種)PKC可激活：受體，如EGFR，胰島素受體，細(xì)胞因子受體等。細(xì)胞骨架蛋白如Map，Tau膜蛋白，如Na+-H+交換蛋白，Ca2+-ATP酶等核蛋白轉(zhuǎn)錄因子，起始因子等，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物如鳥苷酸環(huán)化酶，Raf-1等3、Ca2+鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶(Cam-PK)Cam-PKII是一種多功能的蛋白激酶4。cGMP依賴的蛋白激酶(PKG)功能：調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣離子

36、5，DNA依賴的蛋白激酶(DNA-PK)調(diào)節(jié)：結(jié)合游離DNA片段后被激活，底物：核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白和轉(zhuǎn)錄因子，如SPl，F(xiàn)osJun，Myc和P53，作用：參與DNA修復(fù)和重組,通過激活TF調(diào)節(jié)基因表達(dá);參與細(xì)胞周期的關(guān)卡機(jī)制(Checkpoint).6絲裂原激活的蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase， MAPK)調(diào)節(jié)：MAPK激酶-MAPKK（MEK）。下游底物：核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子如Myc，Jun，Ets及其它胞內(nèi)蛋白(二)酪氨酸蛋白激酶（Tyrosine protein kinase，TPK)特異地催化蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基磷酸化，蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸化在細(xì)胞生長(zhǎng)，

37、分化和轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)中起重要作用。1、經(jīng)典的src激酶家族原癌基因c-src蛋白產(chǎn)物Src是一種酪氨酸蛋白激酶，它有三個(gè)基本結(jié)構(gòu)域：從C-端至N-端依次為SH1、SH2，SH3(SH=src homolog)。SHl結(jié)構(gòu)域：具酪氨酸激酶活性，SH2結(jié)構(gòu)域：能識(shí)別并結(jié)合含磷酸化酪氨酸的短序列，SH結(jié)構(gòu)域：通過脯氨酸和疏水性氨基酸殘基與靶蛋白結(jié)合，Src家族：包括原癌基因src，yes，lyn，fyn，lck，blk，fgr，bcd和yrk編碼蛋白，它們都有TPK活性共同參與細(xì)胞轉(zhuǎn)化的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程SH2結(jié)構(gòu)域在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要作用：由于含SH2結(jié)構(gòu)域的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子可以識(shí)別和結(jié)合其他含磷酸化酪氨酸的

38、蛋白，因此，通過蛋白質(zhì)的酪氨酸磷酸化去磷酸化調(diào)節(jié)可以決定信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的結(jié)合與解離，從而導(dǎo)致信號(hào)的開啟或關(guān)閉。2、JAK嫩酶家族JAK(Janus kinase)激酶家族包括Jakl，Jak2，Jak3，Tyk2等，Jak激酶具有一個(gè)TPK結(jié)構(gòu)域和一個(gè)激酶樣結(jié)構(gòu)域，它們與Src的TPk激酶結(jié)構(gòu)域具有同源性，但JaK激酶沒有SH2，SH3結(jié)構(gòu)域；Jak激酶主要參與細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)二、蛋白磷酸酯酶對(duì)磷酸化的調(diào)節(jié)(一)、絲氨酸蘇氨酸蛋白磷酸酯酶 這類酶選擇性地作用于含磷酸絲氨酸或磷酸蘇氨酸殘基的肽鏈，使之脫去磷酸基團(tuán)并改變生物活性主要成員：PPl，PP2A，PP2B，PP2C，等PP2A，催化亞基及

39、其功能 (二)酪氨酸蛋白磷酸酯酶(PTPase)蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酯酶催化磷酸化酪氨酸殘基的去磷酸化反應(yīng)，與相應(yīng)的酪氨酸蛋白激酶共同調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化水平，PTPase家族可分為2類：1、胞質(zhì)型(非受體型)：小的可溶性蛋白，只有一個(gè)催化結(jié)構(gòu)域，特點(diǎn)是合有SH2 domain，如PTPlC，PTPlB等 ，2受體型(PTPR)，是大的跨膜蛋白，特點(diǎn)是有2個(gè)串聯(lián)的胞漿催化結(jié)構(gòu)域，如白細(xì)胞共同抗原CD45，PTPlC(存在于造血細(xì)胞)：N端2個(gè)串聯(lián)重復(fù)的SH2結(jié)構(gòu)域識(shí)別TyrP，并指導(dǎo)蛋白與蛋白結(jié)合)，C端為磷酸酯酶催化結(jié)構(gòu)域。Jak可作為PTP1C底物PTPase基因可能是腫瘤抑制基因第三節(jié) 細(xì)胞膜

40、受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、受體的分類質(zhì)膜受體和胞內(nèi)受體（胞漿或核受體，如類固醇激素受體）膜受體的分類：（一）G蛋白耦聯(lián)受體家族又稱為七次胯膜受體家族，特點(diǎn)是具有七段跨膜的螺旋結(jié)構(gòu)，本身無酶活性，胞漿側(cè)肽鏈上有磷酸化位點(diǎn)，受體功能受磷酸化調(diào)節(jié)。成員；腎上腺素受體、多巴受體、視紫紅蛋白等。（二）酪氨酸激酶受體家族受體本身胞漿側(cè)有蛋白酪氨酸激酶活性，并且胞漿側(cè)肽鏈上有自身磷酸化位點(diǎn)，配基結(jié)合后受體形成二聚體，二聚體中每個(gè)亞基可以磷酸化對(duì)應(yīng)的另一亞基，從而啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。這類受體主要包括多數(shù)生長(zhǎng)因子受體(如IGF，EGF，PDGF，NGF，SCF，HGF等生長(zhǎng)因子的受體)，除胰島素受體外，這類受體均由一條肽

41、鏈組成(三)細(xì)胞因子受體家族這類受體本身無TPK活性，但其胞漿側(cè)近膜部分有非受體酪氨酸蛋白激酶的結(jié)合位點(diǎn)，在配基與受體結(jié)合后，受體發(fā)生二聚化或寡聚化，并激活Jak族蛋白酪氨酸激酶此類受體包括細(xì)胞因子受體以及生長(zhǎng)激素、促乳素等受體細(xì)胞因子(cytokine)：是淋巴細(xì)胞和造血細(xì)胞產(chǎn)生的一大類對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化有調(diào)節(jié)作用的蛋白因子。包括干擾素(IFN)、白細(xì)胞介素(IL)、白血病抑制因子（LIF）、抑癌素M等 (但I(xiàn)L-8R為G蛋白藕聯(lián)受體)(四)離子通道受體與配基結(jié)合后構(gòu)成離子通道，主要存在于神經(jīng)突觸，如乙酰膽堿(ACH)，5-HT受體等。二、G蛋白介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 。G蛋白藕聯(lián)受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑由

42、三部分組成：細(xì)胞膜受體；G蛋白效應(yīng)物(effector)，其中G蛋白將受體與效應(yīng)物藕聯(lián)G-蛋白(G-protein)是一種鳥苷酸結(jié)合蛋白，是由、和三個(gè)亞基組成的異三聚體， 多，和亞基總是緊密結(jié)合在一起作為一個(gè)功能單位GG亞基可分為Gs,Go,Gi,Gq等，其活性可被霍亂毒素（CT）或百日咳毒素（PT）修飾。G-蛋白介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制：G-蛋白循環(huán)。G-pr的效應(yīng)物：離子通道、腺苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C、磷脂酶A2等三、RAS-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑1、途徑中的信號(hào)分子Ras：具鳥苷酸結(jié)合活性的一種胞漿蛋白（與G-蛋白不同）Ras活性與其結(jié)合的鳥苷酸有關(guān)。鳥苷酸交換因子（SOS）RasGDP Ras

43、GTP(失活) GTP酶激活蛋白（GAP） （激活） 接頭蛋白：生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白Grb2，通過其SH2結(jié)構(gòu)域與Tyr被磷酸化的受體結(jié)合，同時(shí)通過其SH3域與具有pro富集區(qū)的SOS結(jié)合，并通過SOS活化Ras蛋白2、Ras-MAPK途徑：生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子受體(具酪氨酸激酶活性)含有SH2結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白(如Grb2)鳥苷酸交換因子SOSRas-GTPRaflMAPKK（MEK）MAPK轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因表達(dá)。3Ras-MAPK途徑的調(diào)節(jié)Ras-MAPK途徑中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的突變(如Ras)和表達(dá)量的改變其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的影響cAMP-PKA：抑制Raf-1； PKC：活化Rafl，四、Jak-

44、stat途徑：STAT：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物與轉(zhuǎn)錄激活劑（signal transducer and activators of transcription）至少6種，分子量84-113KD，含一個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域(羧端)，一個(gè)SH3樣結(jié)構(gòu)域，并合有DNA結(jié)合域，Stat的激活依賴通過磷酸化形成二聚體Jak-Stat途徑：細(xì)胞因子受體(二聚體化)JakStatStat二聚體(活化)易位至核，影響轉(zhuǎn)錄 第六章 細(xì)胞周期及其調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖(cell proliferation)與細(xì)胞生長(zhǎng)分裂周期第一節(jié) 細(xì)胞周期一、細(xì)胞周期(cell cycle)：指親代細(xì)胞分裂結(jié)束到子代細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，這個(gè)過程所需的時(shí)

45、間稱為細(xì)胞周期時(shí)間。細(xì)胞周期由G1、S、G2和M期組成(G1、S和G2期又合稱為分裂間期)。G1(Gap1)期：DNA合成前期(復(fù)制前期)，從上次有絲分裂完成到DNA復(fù)制之前的階段;S期：DNA復(fù)制期;G2期：合成后期，從DNA復(fù)制完成至有絲分裂開始;M期：有絲分裂(Mitosis)期，包括核分裂和胞質(zhì)分裂M期結(jié)束后形成兩個(gè)新的子細(xì)胞。注：不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間不同，一般S+G2+M期較恒定，而G1期變化較大，因而它決定了細(xì)胞周期時(shí)間的長(zhǎng)短；G1期細(xì)胞有三種可能的趨向：1)進(jìn)入S期(即進(jìn)入細(xì)胞周期)2)處于靜止期即Co期(在一定條件下可重新進(jìn)入增殖周期)，3)分化、衰老、凋亡。二、細(xì)胞周期中各

46、時(shí)相的主要生化事件細(xì)胞周期中每期都有其特殊功能，其中S期的DNA復(fù)制和M期細(xì)胞核的有絲分裂是細(xì)胞周期中2個(gè)最關(guān)鍵的過程：1、G1期：為DNA復(fù)制作準(zhǔn)備，G1早期合成各種RNA、結(jié)構(gòu)蛋白和酶等，細(xì)胞通過一個(gè)限制點(diǎn)(restriction point，R點(diǎn))后在G1后期合成DNA復(fù)制有關(guān)的蛋白和酶。在開始合成DNA之前有一個(gè)關(guān)卡(checkpoint)，檢查染色體DNA是否有損傷，如有則先要進(jìn)行修復(fù)。2、S期：DNA(包栝端粒)的復(fù)制及組蛋白合成、核小體裝配S期后每一染色體復(fù)制成2個(gè)染色單體 SG2期關(guān)卡：檢查DNA復(fù)制是否完成3、G2期：為有絲分裂作準(zhǔn)備有RNA和非組蛋白合成。4、M期：染色體濃

47、縮一仿錘體形成染色體分離并移向細(xì)胞兩端染色體解聚，形成兩個(gè)新核胞質(zhì)分裂。第二節(jié) 周期素依賴性蛋白激晦與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)周期素依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases，CDKs) 通過使特異底物磷酸化調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)行，其活性依賴與周期素(cyclin)結(jié)合形成復(fù)合物。一、周期素-周期素依賴性蛋白激酶周期素家族和周期素依賴蛋白激酶(CDK)家族細(xì)胞周期的不同時(shí)相表達(dá)不同cyc-CDK，這些cyc-CDK復(fù)合物在各不同的細(xì)胞周期過渡點(diǎn)起作用1、G1期cyc-CDKG1期表達(dá)的周期素為周期素C、D（D1、D2、D3)和E。D族周期素主要與CDK4(以及CDK2、CDK5、CDK6)

48、結(jié)合成活性的蛋白激酶復(fù)合物，對(duì)細(xì)胞通過R點(diǎn)(G0G1過渡有重要作用。E族周期素與CDK2形成復(fù)合物。cycE-CDK2復(fù)合物調(diào)控G1S過渡。2、S期和M朔cyc-CDKscycA-CDK2：驅(qū)動(dòng)細(xì)胞通過S期cycB-cdc2：驅(qū)動(dòng)G2M期過渡(cdc2或p34cdc2即CDKl)二、周期素依賴性蛋白激酶抑制物 (cyclin-dependent kinase inhibitor，CKIs)CKls通過與CDKs結(jié)合而抑制激酶活性，在細(xì)胞周期中起負(fù)調(diào)控作用CKIs一般按其分子量命名 ：CKls的分類：1、KipCip家族：包括三種結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白P21、P27、P57、特點(diǎn)是能結(jié)合并抑制大多數(shù)cyc

49、-CDK復(fù)合物；P21(其它名稱WAFICIPl等)：可被P53誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄，P21抑制cycDl-CDK4和cycE-CDK2，參與(由于DNA損傷誘導(dǎo)的)P53介導(dǎo)的細(xì)胞周期停止。P27參與血清去除、接觸抑制和TGF-等導(dǎo)致的細(xì)胞周期停止。2、 INK4蛋白家族，包括四種相關(guān)蛋P16、P15、P18、P19特點(diǎn)：INK4是cycD-CDK4和cycD-CDK6的專一性抑制劑，并與CDK單體結(jié)合。P15可能參與TGF-誘導(dǎo)的細(xì)胞周期停止于G1期， 三、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子與腫瘤 1、cyclin和CDKs可能為原癌基因，其突變或過度表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化。2、CKI可能是廣譜的腫瘤抑制基因，其失活導(dǎo)致C

50、DK活性失調(diào)。p16(MTSl)在腫瘤中突變特點(diǎn)及其作用。第三節(jié) 細(xì)胞周期的其它調(diào)節(jié)機(jī)制生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)抑制因子、原癌基因(如，myc)和抑癌基因產(chǎn)物、蛋白質(zhì)可逆磷酸化、蛋白水解等對(duì)細(xì)胞周期也有重要調(diào)節(jié)作用。一、pRB ， 抑癌蛋白，分子量106KD，其活性與磷峻化狀態(tài)有關(guān)：G0及G1早期：pRB非磷酸化，與轉(zhuǎn)錄因子E2F-1結(jié)合(抑制轉(zhuǎn)錄)GF等cycD-CDK4及cycE-CDK2激活pRb磷酸化(失活)釋放E2FDNA合成基因表達(dá)。二、p53抑癌蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)，在細(xì)胞周期中的作用：參與細(xì)胞周期關(guān)卡-DNA損傷檢查的關(guān)鍵蛋白(通過誘導(dǎo)P21轉(zhuǎn)錄使細(xì)胞周期停止于G1期)。三、細(xì)胞因子對(duì)細(xì)胞周

51、期的作用1生長(zhǎng)因子在細(xì)胞通鄖點(diǎn)中的作用GFGFRRas-MAPKfos/jun等基因表達(dá)cycD-CDK4等表達(dá)pRB磷酸化E2F釋放進(jìn)入細(xì)胞增殖周期。2、生長(zhǎng)抑制因子與細(xì)胞周期停止TGF-使細(xì)胞周期停止于G1期。四、泛有素(Ubiquitin，Ub)介導(dǎo)的蛋白水解作用周期素，周期素依賴性蛋白激酶抑制劑(如P27)以及其它細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白均可通過泛有素介導(dǎo)的蛋白酶水解作用降解，這些按精確的時(shí)間順序進(jìn)行的蛋白水解反應(yīng)在細(xì)胞周期的不同階段起著重要的調(diào)節(jié)作用。 第七章 細(xì)胞凋亡凋亡（apoptosis）, 程序性細(xì)胞死亡（programmed cell death,PCD）生理性細(xì)胞死亡。第一節(jié) 細(xì)

52、胞凋亡概論一、凋亡與壞死apoptosis vs. necrosis）凋亡是一個(gè)受細(xì)胞主動(dòng)調(diào)節(jié)的自身消化過程，凋亡細(xì)胞的特征形態(tài)學(xué)改變使其可被其它細(xì)胞吞噬而不泄露胞質(zhì)內(nèi)容物，不會(huì)引起炎癥反應(yīng)。壞死是由于物理損傷、缺血或細(xì)菌毒素等引起的破壞性細(xì)胞死亡過程，細(xì)胞內(nèi)容物的釋放導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng)。二、凋亡的生理功能1、 維持組織穩(wěn)態(tài)平衡（homeostasis）,通過干細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的同時(shí)，選擇性地除去那些損傷的或老的或多余的細(xì)胞。2、 清除不需要的免疫細(xì)胞。3、 神經(jīng)元發(fā)育4、 個(gè)體發(fā)育三、凋亡細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和生化特征1、 細(xì)胞皺縮（shrinkage）2、 質(zhì)膜出泡（blebbing）3、 染色質(zhì)

53、濃縮4、 DNA裂解：核小體DNA ladder5、 磷脂酰絲氨酸由質(zhì)膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)至外側(cè)6、 凋亡小體的釋放第二節(jié) 凋亡的分子機(jī)制一、細(xì)胞表面死亡受體細(xì)胞死亡受體家族的成員是一類跨膜蛋白，它們均含有一個(gè)與配基結(jié)合的胞外結(jié)構(gòu)域；一個(gè)跨膜域和一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)胞外信號(hào)進(jìn)入胞內(nèi)的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(死亡結(jié)構(gòu)域)。這此受體（如Fas、TNF受體）同它們的配基結(jié)合后被激活并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。二、Bcl-2家族對(duì)B細(xì)胞淋巴瘤的研究發(fā)現(xiàn)bcl-2是一種抗凋亡基因，進(jìn)一步研究證明它與ced-9基因同源。1、 由于8：14染色體易位所致的bcl-2過度表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。2、 與Bcl-2功能相似的有Bcl-Xl, Bcl-w, M

54、cl-1, and A1等，構(gòu)成一個(gè)大的蛋白家族。3、 這些蛋白表達(dá)于線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核被膜的外膜，Bcl-2及其高度同源物Bcl-xl 保護(hù)線粒體膜的完整性。Bax-促進(jìn)凋亡的Bcl-2家族成員：1、 與Bcl-2結(jié)合的蛋白，包括Bax、Bak、Bik 、Bid、 Bim和HRK。2、 當(dāng)在細(xì)胞中過度表達(dá)時(shí)促進(jìn)凋亡，其殺細(xì)胞活性可被Bcl-2類蛋白拮抗。3、 抗凋亡蛋白和促進(jìn)凋亡的蛋白如Bcl-2和Bax間的比率決定細(xì)胞對(duì)凋亡信號(hào)的敏感性。4、 Bax可被 P53上調(diào)，這是DNA損傷時(shí)P53誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的一種方式。5、 這些蛋白通常存在于其它胞內(nèi)隔室如胞漿中，在凋亡時(shí)移動(dòng)進(jìn)入線粒體。三、Ca

55、spase 蛋白酶-實(shí)施凋亡的蛋白酶1、 這是一族半胱氨酸（cysteine）催化的在天冬氨酸（aspartic acid）處裂解底物的蛋白酶（半胱天冬酶）2、所有Caspase先以無活性的酶原（procaspase）的形式合成，其激活過程包括：二聚體化caspase自身序列裂解成小亞其和大亞基除去prodomain。3、最早發(fā)現(xiàn)的 caspase 為IL-1轉(zhuǎn)化酶 (ICE=caspase-1) 它將 pro-IL-1 前體裂解成其活性形式。 ICE 基因轉(zhuǎn)染導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。此過程可被一種牛痘病毒蛋白CrmA抑制。 CrmA抑制所有caspase。4、已知該家族成員超過12個(gè)，雖然其中某些 caspase參與白細(xì)胞介素的成熟，但大多數(shù)作用是激活凋亡 。通過在特異性caspase裂解位點(diǎn)(e.g. DEV D)處裂解靶蛋白，而使蛋白激活或失活，從而影響凋亡。例如：a. DFF -DNA fragmentation factor- cleavage of an inhibitory subunit activates this nuclease which cuts the DNA int