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1、第八章细胞增殖和凋亡异常与疾病第一节细胞增殖异常与疾病一、细胞周期及其调控细胞增殖:细胞分裂和再生的过程,细胞通过分裂进行增殖,把遗传信息传给子代,保持物种的延续和数量增多。细胞增殖异常■细胞增殖↓、分化不良(过度)组织器官发育不全■细胞增殖↑、分化不全肿瘤发生【Cellcycle】Cellcycleisdefinedasaperiodfromtheendofonedivisiontotheendofnextdivisionofaproliferativecell.细胞周期分期(Bystages)G1→S→G2→M【细胞增殖过程】细胞增殖异常细胞生长DNA复
2、制细胞分裂细胞周期细胞周期的控制(Regulationofthecellcycle)细胞增殖异常1.细胞周期自身控制(Regulationofintracellularsignals)细胞周期调控机制的核心是一组周期素依赖性蛋白激酶(Cyclindependentkinase,CDKs)Keyspot:Cyclin、CDKs、CDI、Checkpointofcellcycle。RegulationofthecellcycleRegulationofthecellcyclebyintracellularsignalsRegulationofthecellcyc
3、lebyextracellularsignals■Cyclin与CDKs●Cyclin【Classification】CyclinB1、CyclinA、CyclinE、CyclinD1,D2,D3.F,G,H,T。细胞增殖异常CDKPSTAIREcyclinCDKCyclin/CDKCombine图Cyclinbox结构与功能100aa组成cyclinboxCyclin-COOHH2N-催化亚基调节亚基Cyclin-CDK复合物及其相关蛋白Cyclins相关CDKs细胞周期作用相关蛋白底物降解ACDK1,CDK2S+G2,Mp107+E2F,p21,PCNA
4、RbubiquitinB(B1,B2)CDK1(cdc2)G2,Mp21,PCNARbubiquitinCCDK8G1--PESTD(D1-3)CDK4(2,5,6)G1Rb,p21,p27,p15,p16,PCNARbPESTECDK2G1+G1,Sp107+E2F,p21,PCNARbPESTF-S---G-G1---HCDK7G1,S,G2,M-CDK1,4,6-Cyclin周期变化图细胞增殖异常【CDK活化启动cellcycle】CDK活化Cyclin与CDK结合、磷酸化CAK对CDK活化部位的磷酸化Cellcycle●CDKs家族CDKs是一组丝氨
5、酸/苏氨酸蛋白激酶。称为CDK1~9。细胞增殖异常抑制部位去磷酸化CDK活化激酶(CDKactivationkinaseCAK)▲CDK2与cyclinE和A结合后识别染色体ARS促进S期▲CDK1与cyclinB1结合(Maturationpromotingfactor,MPF)启动M期▲CDK1与cyclinA结合启动G2期磷酸酶P80cdc25【CDK活化与调控细胞周期】▲CDK2与cyclinE结合,CDK4、CDK6与cyclinD1、D2、D3结合pRb磷酸化游离E2F释放↑启动G1期DNA合成启动S期【抑制途径】▲CDIs通过直接结合CDK-c
6、yclin复合物的磷酸化活化部位,抑制CDK的激酶活性。▲P16INK4a通过结合CDK4单体,阻断它与cyclins的结合。●CDI:复合物CDI可特异性抑制CDK的活性。▲Ink4:P16INK4a、P15INK4b、P18INK4c和P19INK4dCDK4、CDK6▲Cip/Kip:p21Cipl、P27Kip1和P57Kip1CDK2细胞增殖异常【Checkmechanism】▲P53:能与DNA损伤部位结合并磷酸化P53,磷酸化P53上调p21Cipl基因的转录,P21Cipl能与多种CDK-cyclin复合物结合,抑制CDKs的激活,阻滞G1/
7、S的过渡,为DNA修复提供足够时间。▲Cdc25:负责G2期处检查。●细胞周期检查点(Checkpointofcellcycle)细胞内存在监控机制—检测点(Checkpoint)。DNA损伤检查点G1/SCheckpointDNA复制检查点S/G2纺锤体组装检查点G2/M细胞增殖异常■抑制信号(TGF-β)可以下调cyclin和CDK4的表达和促进P21wafl、P27kipl和P15ink4b等CDI产生,使细胞阻滞在G1期。pRbE2F2.细胞外信号的调控(Regulationofextracellularsignals)G1期存在一个“限定点”(re
8、strictionpoint),它决定细胞是否进入周