专题二-常见的细胞信号转导通路课件.ppt

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1、JAK-STATTNFR-NF-KBKeap1-Nrf2一一、JAK-STAT信号通路信号通路 JAK-STAT信号通路主要介导细胞因子(IFN/,IFN,IL-10,IL-6等)和生长因子(EPO,GH,EGF,PDGF)刺激的信号转导通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等多种生物学过程。主要由三个成分组成:酪氨酸激酶相关受体(tyrosine kinase associated receptor)、酪氨酸激酶JAK、转录因子STAT。能激活 JAK/STAT 途径的受体家族广泛分布于各种组织的细胞中,属于细胞因子受体超家族。G 蛋白也可以通过非受体型酪氨酸激酶激活 J AK/STA

2、T 干扰素受体家族,白介素受体家族等。受体胞外部分为N端,胞内部分为C端、跨膜区。共同特点:共同特点:是体本身不具有激酶活性,但胞内段具有酪氨酸激酶JAK的结合位点。受体之间无明显的同源性,只在胞浆近膜区有一段同源区,该区域是其与JAK激酶结合的功能区段。受体的同源区通常包括两个高度保守的结构,一个是富含脯氨酸的“box1”,另一个是在受体靠近细胞膜处的“box2”,它们是决定细胞因子受体与JAK激酶之间相互偶联的最重要结构。JAK-STAT信号通路信号通路酪氨酸激酶相关受体酪氨酸激酶相关受体 受体的二聚化可以是同源的也可以是异源的。在发生同源受体二聚化时,只有JAK2被激活;相反,由不同亚基

3、组成的异源受体二聚化,却可以激活多种JAK。一旦被激活,JAK便磷酸化受体的亚基以及其他底物。JAK-STAT信号通路信号通路 JAK是一类细胞膜内的非受体型可溶性酪氨酸激酶,分子量120-130KD,只有催化结构域而没有SH2。JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体,又能磷酸化多个含特定SH2结构域的信号分子。JAK-STAT信号通路信号通路 JAK蛋白家族共包括4个成员:JAK1、JAK2、JAK3以及Tyk2,它们在结构上有7个JAK同源结构域(JH)。JH1结构域为激酶区、JH2结构域是“假”激酶区、JH6和JH7是受体结合区域酪氨酸激酶酪氨酸激酶JAK(Janus kinase)信

4、号转导子和转录激活子(signal transducer and activator of transcription)。自第一1991年个STAT蛋白Stat1被纯化出来以后,目前已发现STAT家族的七个成员,即STAT1,STAT2,STAT3,STAT4,STAT5a,STAT5b,STAT6,含有734 851个氨基酸不等,分子量约为84-113KD。所有STAT蛋白分子由7 7个不同的功能结构域个不同的功能结构域组成:N-端保守序列、螺旋结构域、DNA结合区、连接区域、SH3结构域、SH2结构域、C-端的转录激活区。JAK-STAT信号通路信号通路转录因子转录因子STATN端结构域

5、螺旋 结构域 DNA 结合域连接区SH3SH2 转录 激活区701Tyr Ser1、N端结构域:位于1125位氨基酸残基之间,是STAT蛋白家族中最高度保守性的结构域之一。功能:N端结构域有助于STAT蛋白的二聚体形成四聚体或高度有序的多聚体,增强STAT蛋白和靶基因启动子的结合力。、螺旋结构域:位于135315位氨基酸残基之间,由4个螺旋组成,主要负责STAT蛋白与其它蛋白的相互作用。3、DNA结合结构域:位于320490位氨基酸残基之间,含有几个-折叠结构,与靶基因的启动子结合,启动靶基因的转录。不同的STAT蛋白具有不同的DNA结合特异性。JAK-STAT信号通路信号通路N端结构域 螺旋

6、 结构域 DNA 结合域连接区SH3SH2 转录 激活区701Tyr Ser4、连接结构域:位于490580位氨基酸之间,连接DNA结合结构域和SH2结构域,其序列高度保守,可能与转录调节有关。5、SH2结构域:位于585685位氨基酸残基之间,是STAT分子最保守的结构域,是最重要的功能区段。决定了STAT分子和其相应的受体相互作用的特异性;介导了STAT和活化的JAK之间的相互作用;介导了STAT分子的二聚化,一个STAT蛋白中的SH2结构域与另一个STAT蛋白中磷酸化的酪氨酸相互作用形成二聚体,从而导致STAT蛋白的入核。JAK-STAT信号通路信号通路N端结构域 螺旋 结构域 DNA

7、结合域连接区SH3SH2 转录 激活区701Tyr Ser、SH3结构域:位于500600位氨基酸之间,序列保守性较SH2差,能结合富含脯氨酸的序列。目前尚未发现SH3结构域内有何重要的氨基酸。7、酪氨酸激活基序:这个酪氨酸和其C端的氨基酸序列不仅可以阻止与自身SH2结构域的结合,还决定了STAT分子和其相应的受体相互作用的特异性,以及STAT分子之间二聚化的特异性。8、转录激活结构域(TAD):有一个保守的丝氨酸残基,其磷酸化与否直接影响STAT蛋白的转录活性。它很可能受到翻译后调节,如丝氨酸磷酸化。JAK-STAT信号通路信号通路二聚化受体激活JAKJAK将STAT磷酸化STAT形成二聚体

8、,暴露出入核信号STAT进入核内,调节基因表达配体与受体结合导致受体二聚化JAK-STAT信号通路信号通路JAK-STAT信号通路信号通路 JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰,继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形成“停泊位点”(docking site),同时含有SH2结构域的STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。JAK-STAT信号通路信号通路 细胞因子与相应的受体结合后引起受体分子的二聚化,这使得与受体偶联的JAK激酶相互接近并通过交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。最后,激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发生磷酸化修饰,活化的STAT蛋白以二聚体的形式进入细胞核内

9、与靶基因结合,调控基因的转录。一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过程,一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK激酶,但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定的选择性。例如IL-4激活STAT6,而IL-12却特异性激活STAT4。JAK-STAT信号通路信号通路 NF-B信号通路包括受体、受体近端信号衔接蛋白、IB激酶复合物、IB蛋白(inhibitory protein of NF-B)、NF-B二聚体。通常情况下,细胞质中的NF-B与I B结合成三聚体复合物,处于失活状态。很多细胞外刺激信号都可以引起NF-B信号通路的激活,如TNF-a、白介素IL-1、LPS,以及物理和化学因

10、素如紫外线等。这些细胞外的刺激所产生的胞内早期信号途各不相同,但都可以通过衔接蛋白的传递,最终激活IKK复合物。二、二、NF-B信号通路信号通路 NF-B信号通路分为的经典信号通路和非经典信号通路 在NF-B经典信号通路中,IB蛋白的降解使NF-B二聚体得到释放 在NF-B非经典信号通路中,则是通过P100到P52的加工处理,是信号通路激活NF-B信号通路信号通路 包括七个成员:IB、IB、IB、IB、Bcl-3、p100、p105。在细胞质中与NF-B二聚体结合。IB蛋白:存在锚蛋白重复区域(即多个紧密相连的钩状重复序列,每个重复序列含有33个氨基酸IKKIKK调节亚基NEMONF-B信号通

11、路信号通路IB激酶复合物激酶复合物IB蛋白家族蛋白家族 1986年从B淋巴细胞的细胞核提取的转录因子,能与免疫球蛋白kappa轻链基因的增强子B序列GGGACTTTCC特异性结合,促进轻链基因表达。NF-B属于转录因子Rel家族成员,广泛存在于各种细胞中。目前发现5种:RelA(p65)、RelB、C-Rel、p50/NF-kB1(p50/RelA)和p52/NF-kB2。每个成员N端都有一个高度保守的Rel同源结构域(RHD),由约300个氨基酸组成,包含结合特异性DNA序列的基序;蛋白二聚化的基序;一个核定位基序。C末端疏水区域提供NF-B亚基之间的连接。NF-B信号通路信号通路核转录因子

12、核转录因子-B(nuclear factor-kappa B,NF-B)在P65、c-Rel和RelB中,存在着转录激活区域-TAD,对基因表达起正向调节的作用。P50、P52不存在转录激活区域,他们的同二聚体可以抑制转录。NF-B以二聚体形式存在。在胞浆二聚体NF-B与IB结合,在核内二聚体NF-B与DNA结合NF-B信号通路信号通路 当TNF-a(或炎症因子、LPS、紫外线)等外界刺激时,IB激酶被磷酸化而激活,有活性IB激酶催化IB磷酸化。IB 激酶被激活,IB蛋白的亚基的Ser32和Ser36残基和亚基的Ser19和Ser23残基磷酸化,泛素化。NF-B信号通路信号通路 有活性IB随即

13、从p50/p65/IB异源三聚体中解离出来,NF-B二聚体构象发生变化,核定位序列(nuclear localization signals,NLS)暴露,并迅速从细胞质进入细胞核内,与核内DNA上的特异序列相结合,从而启动或增强相关基因的转录。NF-B信号通路信号通路 在很多NF-B信号通路中,许多的信号中间物都是共有的,特别是IKK复合物的上游信号。不同的信号通路可利用一些共有的信号元件激活和抑制通路。NF-B信号通路信号通路IKK复合物上游衔接蛋白TRAFs(TNF受体相关因子)RIPs(受体作用蛋白)IKK复合物的激酶TAK1(TGF激活性激酶1)、NIK(NF-B诱导激酶)NF-B信

14、号通路信号通路 TRAFs家族成员是一大类胞内接头蛋白,能直接或间接与多种TNFR和IL-1/TLR受体家族成员结合,连接到多种下游信号通路的信号因子,包括NF-B的信号通路,从而影响细胞的生存、增殖、分化等,并参与多个生物学过程的调控。在几乎所有NF-B的信号通路中,都是关键的信号中间物。TRAF蛋白家族蛋白家族 TRAF蛋白家族一共有7个成员,分别是TRAF1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF5、TRAF6、TRAF7。TRAFs:TNF受体相关因子受体相关因子 TRAF蛋白质在结构上具有很高的同源性,同源性一般大于30%,其特征性的结构是所有成员在羧基端都有一个TRAF结构域

15、,即包括一个卷曲螺旋结构,介导同型和异型蛋白之间的相互作用。另外,TRAF2-7的N-末端存在一个RING指结构,其可以作为E3泛素连接酶起作用,即将泛素转移到目的蛋白上。RING 指结构后还有5 到7 个锌指结构域TRAF蛋白的结构蛋白的结构NF-B信号通路信号通路TRAFs的功能的功能 通过TRADD,TRAF2和 TNF-的受体TNFR1结合,向下传递信号,激活IKK。在此过程中,其RING指区域作为E3连接酶是必须的。但是其具体作用机制还需要深入研究。在TNFR1信号通路中,单一的敲除TRAF2或TRAF5,NF-B信号通路的激活仍会出现。但是双敲除TRAF2和TRAF5,则会造成 N

16、F-B信号通路中,IKK复合物的激活出现缺陷。因此,在TNFR1信号通路中,需要TRAF2和TRAF5的共同作用。NF-B信号通路信号通路 在Toll-likeIL-1信号通路中,TRAF6可与受体复合物发生作用,激活IKK。但是,TRAF6的E3连接酶作用机制也是需要进一步证明的。NF-B信号通路信号通路 另外,另外,TRAF蛋白家族成员中,蛋白家族成员中,TRAF3也是较广泛。也是较广泛。TRAF3是既可以介导是既可以介导NF-B经典信号通路,也可以介导经典信号通路,也可以介导非经典信号通路。在经典信号通路中,其可以与受体直接非经典信号通路。在经典信号通路中,其可以与受体直接作用激活作用激

17、活IKK复合物。而在非经典信号通路中,复合物。而在非经典信号通路中,TRAF3通过通过NIK(NF-B诱导激酶)激活诱导激酶)激活IKK,从而激活信号,从而激活信号通路。通路。因此,不管在经典还是非经典信号通路中,因此,不管在经典还是非经典信号通路中,TRAF蛋白在蛋白在诱导诱导IKK激活方面发挥着很重要的作用。激活方面发挥着很重要的作用。NF-B信号通路信号通路RIPs受体作用蛋白受体作用蛋白 RIPs是经典是经典NF-B信号途径中的关键的衔接蛋白。信号途径中的关键的衔接蛋白。RIPs既可以通过蛋白结合区域直接作用于信号通路的上既可以通过蛋白结合区域直接作用于信号通路的上游,也可以通过与游,

18、也可以通过与NEMO结合激活结合激活IKK复合物。并且,复合物。并且,在大多数的在大多数的TRAF依赖型信号通路中,依赖型信号通路中,RIPs都被牵涉其都被牵涉其中。中。RIP蛋白家族一共有蛋白家族一共有7个成员,分别为个成员,分别为RIP1-7。RIP蛋白的结构特征是:都具有保守的丝氨酸蛋白的结构特征是:都具有保守的丝氨酸/苏氨酸激苏氨酸激酶区域。酶区域。NF-B信号通路信号通路RIP1 RIP1具有一个死亡结构域,介导其他衔接蛋白和受体的死亡结构域之间的相互作用。RIP1可以招募并激活IKK复合物。RIP1激酶区域对IKK的激活并不是必需的,通过NEMO的寡聚化和IKK的自磷酸化,诱导IK

19、K复合物的激活。RIP1只出现在NF-B经典信号通路中,而对于CD40或LTR介导的非经典信号通路中是不需要RIP1的。RIP2包括一个C-末端半胱天冬酶活性和招募区域(CARD),可介导受体和衔接蛋白之间的相互作用。与RIP1相似,RIP2的激酶区域对IKK的激活也不是必需的,在NF-B经典信号通路中,RIP2与TAK1和TRAFS作用,直接诱导NEMO的泛素化,和下游信号通路激活。RIP2NF-B信号通路信号通路RIP3 RIP3由于和RIP1具有同型作用基序(RHIM),所以与RIP1具有同等功能。但是在信号通路中,RIP3的重要性远远比不上RIP1,因为当RIP3缺失时,大多数的NF-

20、B信号通路是正常的。在特殊情况下,RIP3可能影响和阻碍RIP1诱导的NF-B信号通路的激活。RIP蛋白总结:蛋白总结:RIP1(作为一个死亡结构域和NEMO的衔接蛋白)与RIP2(作为一个CARD到NEMO的衔接蛋白),在一些NF-B经典信号通路中扮演着类似的角色。通过与NEMO结合,RIP蛋白招募IKK复合物。通过NEMO的寡聚化或泛素化依赖机制直接介导IKK复合物的激活。NF-B信号通路信号通路TAK1/NIKTGF-激活激酶激活激酶1/NF-B诱导激酶诱导激酶 TAK1 TAK1一般在RIP蛋白激活IKK的信号通路中(例如:抗原受体和NOD-LRR信号通路)。但是其作用机制并不明确。主

21、要表现在:在不同的经典信号通路中,TAK1的基因被敲除,NF-B信号通路的激活会出现不同程度的缺陷。TAK1是否直接或间接介导IKK的激活不清楚的。通过信号中间物,LTR介导的IKK的激活是不需要TAK1的。NF-B信号通路信号通路NIK 在RIP蛋白缺失的情况下,NIK主要负责激活NF-B的非经典信号通路。NIK可直接磷酸化,激活IKK。NIK受到结合的TRAF蛋白,CIAP1和CIAP2(E3连接酶)的调节,当TRAF蛋白,CIAP1和CIAP2发生降解时,可导致NIK的积累和IKK的激活。小结在NF-B非经典信号通路中,TRAF和NIK可以不通过NEMO,充分激活IKK,从而使信号通路激

22、活。在NF-B经典信号通路中,TRAF和RIP蛋白,和TAK1都是必需的。NF-B信号通路信号通路NF-B转录活性的调节转录活性的调节 在未受到刺激的细胞中,目的基因的B位点被P50或P52的同型二聚体所占据。在这个阶段,Bcl-3 和 IB既可以通过移去和稳定P50或P52的同型二聚体来正向和反向调节NF-B信号通路。ANF-B信号通路信号通路 当细胞受到刺激后,随着信号的传递,IB蛋白降解后,P65可以在细胞质中被IKK或PKAc磷酸化,还可以在细胞核中被MSK1/2 或 RSK-1(重组链激酶)磷酸化,磷酸化的P65更容易和CBP/P300结合,从而发生组蛋白和P65乙酰化,促进目的基因

23、的表达。NF-B信号通路信号通路 在IKK的作用下,共激活因子CBP/P300被磷酸化,从而与辅阻碍物HDACs发生交换,磷酸化的共激活因子CBP/P300与NF-B二聚体结合。NF-B信号通路信号通路IKK和MSK1也可以直接磷酸化组蛋白来促进转录。当NF-B 与目的基因结合以后,IB和IB可以通过分离NF-B 与目的基因而对NF-B信号通路进行反向调节NF-B信号通路信号通路NF-B信号通路的终止信号通路的终止目前,对于已经激活的NF-B信号通路的终止还不太清楚:在下调NF-B表达中,IB蛋白和其他基因表达产生的上游信号元件是关键的因素。细胞因子信号转导抑制因子SOCS-1,其除了可以影响

24、上游JAK-STAT信号元件,同样可以降低NF-B的转录活性。IKK可以通过促进p65和c-Rel在细胞内降解,从而引起已激活的NF-B信号通路的终止。但是,以上的结论还需要进一步的证明。NF-B信号通路信号通路NF-B信号通路信号通路 随着NF-B信号通路和一些疾病(如:癌症,哮喘,肌营养不良)之间联系的发现,NF-B信号通路将更加受到人们的关注。虽然,对于NF-B信号通路中的一些基本性的问题,我们已经进行了深入的研究。但是,其中的很多问题,例如不同的NF-B二聚体的调节,泛素的正确作用,IB亚型的其他作用等等,都是需要进一步研究和探索的。另外,通过阻碍NF-B信号通路,即发展通路中的抑制因

25、子的作用,来防治一些疾病,将成为人们未来研究的又一重点。NF-B信号通路信号通路 NF-B信号通路与癌症信号通路与癌症 NF-B具有明显的抑制细胞凋亡的功能,与肿瘤的发生、生长和转移等多个过程密切相关。NF-B的下游基因包括CyclinD1和c-Myc,因此NF-B的持续激活会刺激细胞生长,导致细胞增殖失控。NF-B在很多癌细胞中表达异常,75的乳腺癌样品中NF-B的表达比正常组织高很多倍。NF-B对肿瘤转移具有明显的促进作用,它能促进肿瘤转移相关基因ICAM-1、VCAM-1、MMP-9等的表达。NF-kB还能诱导VEGF表达,促进血管形成。此外,NF-kB还能通过调节COX2等基因的表达来

26、促进肿瘤生长。NF-B信号通路信号通路 NF-B与肿瘤治疗息息相关。目前,国内外主要以NF-B为靶点,使用抗氧化剂抑制NF-B活性以及针对p65和p50设计小分子干扰RNA(siRNA),抑制NF-B合成等方法作为癌症的治疗策略。TNF-具有很好的抗肿瘤作用和多种免疫调节功能,许多国家开展了用TNF治疗癌症的临床研究。IFN-、IFN-、TNF-、IL-2、G-CSF、GM-CSF被批准用于临床肿瘤治疗的几种细胞因子,都与NF-B的信号通路有关。NF-B信号通路信号通路Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 氧化应激产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)直

27、接或间接地损伤细胞内蛋白质、脂质、核酸等大分子物质的生理功能,是众多疾病发生的病理生理基础。机体形成了一套复杂的氧化应激应答系统,当暴露于亲电子试剂或活性氧刺激时,能诱导出一系列的保护性蛋白,以缓解细胞所受的损害。Nrf2是细胞氧化应激反应中的关键因子,受Keap1的调控,通过与抗氧化反应元件ARE相互作用,调节下游抗氧化蛋白和II相解毒酶的表达 Keap1(Kelch 2 like ECH2 associated protein 1)Kelch2样ECH2相关蛋白,位于在细胞质中,与Nrf2结合,使其无法进入细胞核。Keap1含有5个结构域,分别为N端结构域(NTR)、干预区(IVR)、BT

28、B区、双甘氨酸重复区(DGR)和C端结构域(CTR)。其中DGR区也叫Kelch区,是Keap1与Nrf2的结合区,同时也是与胞浆内肌动蛋白结合的位点;IVR区富含半胱氨酸,是整个蛋白的功能调节区;BTB区与Keap1同源二聚有关。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 Nrf2(nuclear factor erythroid-2-related factor-2)即核因子E2相关因子2,是CNC转录因子家族成员,含有6 个高度保守的结构域Neh(Nrf2-ECH homology),分别被命名为Nehl-Neh6。Nehl 区包含1 个C端亮氨酸拉链结构bZip(basic leuc

29、ime zipper),bZip与细胞核内小Maf 蛋白(small Maf proteins)形成异二聚体,使Nrf2 能够识别、结合ARE,从而启动目标基因转录。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 Neh2区是Nrf2与胞浆蛋白Keap1(Kelch-like ECH-associated protein-1)结合区,含有ETGE基序、DLG基序两个结合位点。Neh4、Neh5是参与启动下游基因转录的结构域,当进入细胞核的Nrf2以Nrf2-Maf 的形式与ARE 结合后并不能立即启动转录,尚需要其他辅助蛋白如CREB结合蛋白、转录激活剂与Nrf2 的Neh4,Neh5两个结构域

30、结合后,才能启动转录过程。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 ARE(antioxidant response element)抗氧化反应元件,是一个特异的DNA启动子结合序列。Nrf2的活化的活化 在正常条件下,Nrf2与Keap1结合,存在于细胞之中,发生氧化应激时,Keap1的半胱氨酸残基被修饰,改变构象导致Nrf2释放出来,进入细胞核中,与ARE结合后,促进靶基因的表达。也有人认为,诱导剂无法使Keap1-Nrf2解离,并且Nrf2可以经泛素化后降解。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 Keap1通过其BTB区结合Cul3、Kelch区结合Nrf2,将Nrf2连接到

31、E3复合体,使泛素从E3转移到Nrf2的赖氨酸残基(位于ETGE基序、DLG基序之间),泛素化的Nrf2被迅速降解。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路 发生氧化应激时,Keap1特定的半胱氨酸残基被修饰,导致构象的改变,DLG基序与Keap1的亲和力减弱而分离,即所谓的hinge and latch模型,从而免于泛素化降解。另外,多种蛋白激酶,例如MAPKs、PKC、PI3K等,可通过诱导Nrf2的磷酸化参与对Nrf2转录活性的调节。Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路Keap1-Nrf2-ARE信号通路信号通路四、Ras-MAPK信号转导途径 Ras-MAPK信号通路是一个

32、复杂的网络系统。介导细胞的生长、分化等多种生物学功能。主要由8部分组成 配体 酪氨酸激酶家族受体(RTK)衔接蛋白衔接蛋白(Grb2,sos)Ras Raf(MAPKKK)MEk(MAPKK)Erk(MAPK)转录因子酪酪氨氨酸酸激激酶酶家家族族受受体体RTKs 是一类重要的细胞膜,可以磷酸化自身和胞浆底物的是一类重要的细胞膜,可以磷酸化自身和胞浆底物的酪氨酸残基酪氨酸残基 一次跨膜结构域,酪氨酸激酶结构域一次跨膜结构域,酪氨酸激酶结构域 和配体结合后发生二聚体化和配体结合后发生二聚体化.Ras-MAPK信号转导途径RTKsRTKs 通过自磷酸化而被激活,然后激活RasRas-MAPK信号转导

33、途径Grb2(growth factor receptor binding protein2)(接头蛋白,含1个SH2和2个SH3)接头蛋白:信号转导通路中不同信号转导分子的接头,连接上游信号转导分子和下游信号转导分子。Ras-MAPK信号转导途径vSOS:son of sevenlessSOS:son of sevenless,来源于果蝇复眼的发育。有SH3结构域,没有SH2结构域当PTK被配体(细胞外信号)激活后,PTK自我磷酸化而被激活,并与Grb2的SH2 结合,Grb2的SH3与SOS结合,激活SOS。SOS具有核苷酸转移酶活性,使得Ras-GDP转变为Ras-GTP,Ras被激活。

34、Raf蛋白;Ras-MAPK信号转导途径v RAS蛋白蛋白RAS蛋白是RTK(受体型PTK)介导的信号通路中的一种关键组分。RAS蛋白具有分子开关的作用RAS蛋白是一种小的GTP结合蛋白,存在于细胞膜内测,功能类似于 G蛋白G 亚基。具有GTP酶结构域。结合GDP为失活态,结合GTP时为活化态(鸟苷酸交换因子,如SOS)SOSRas-MAPK信号转导途径 v Raf蛋白蛋白(MAPKKK):v具有serThr蛋白激酶活性,为MAPK系统激活因子,包括c-Raf-1,B-Raf,A-Raf。v保守区域CR1:锌指结构vCR2:含可被磷酸化的Ser/ThrvCR3:激酶结构域v Ras使Raf定位

35、于质膜,再激活丝/苏氨酸激酶级联放大效应。Ras-MAPK信号转导途径 MAPKK激酶(Raf蛋白)MAPK激酶(MEK)MAPKv MAPK(有丝分裂原激活的蛋白激酶)Ras-GDP转化为Ras-GTP,有活性的Ras-GTP招集细胞浆内Raf丝/苏氨酸激酶至细胞膜上,结合并激活Raf。有活性Raf结合并磷酸化MEK的Ser/Thr使之激活 MEK磷酸化MAPK的Ser/Tyr使之激活 MAPK进入细胞核,使多种底物蛋白的Ser/Thr残基磷酸化,修饰它们的活性。Ras-MAPK信号转导途径丝丝/苏氨酸激酶级联放大效应苏氨酸激酶级联放大效应MAPK 调控转录因子活性和基因表达调控转录因子活性

36、和基因表达T-细胞因子(TCF)血清反应因子(SRF)血清反应元件(SRE)Ras-MAPK信号转导途径 MAPK激酶使p90RSK磷酸化,p90RSK进入到细胞核内,使 SRF磷酸化MAPK激酶(MEK)MAPK 也可以直接进入细胞核内,使TCF磷酸化。有活性的SRF和TCF共结合到靶基因(例如c-fos)启动子的SRE,启动基因的转录。(细胞外信号)(细胞外信号)EGF、PDGF等等具具PTK活性的受体活性的受体Grb2 PSOS PRas-GDP PRaf调节其他蛋白活性调节其他蛋白活性MAPKKK PMAPKKMAPK P P P细细胞胞核核反式作用因子反式作用因子调控基因表达调控基因表达细细胞胞膜膜二聚化二聚化(SH2)(SH3)(Pro)Ras-GTPRas-MAPK信号转导途径 MAPK被激活后,转至 细胞核内,直接激活转录因子。MAPK也可以激活Fos,Jun 转录因子形成转录因子AP1,该因子与myc基因旁的特异 的DNA序列结合,从而启动转录。myc基因产物也是转录 因子,它能激活其他基因。最终,这些信号集中起来诱导D 型Cyclin的表达和活性。D型Cyclin与Cyclin依赖性激酶(如CDK4和CDK6)形成复合体,该复合体的形成促使细胞 从G1期进入S期。因此,Ras/Raf通路在受体信号和G1期 进展之间起着关键作用。

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