胞内信号网络确定癌症的诸多特性
我想起了生化课上被信号转导支配的恐惧...
6.1 细胞表面至核的通路
激活早期即刻基因IEG(例如myc)的转录不需要蛋白质从头合成
延迟早期基因的激活需要IEG表达出的转录因子
6.2 Ras蛋白处于中心位置
sos son of sevenless 源自对果蝇的研究
6.3 酪氨酸的磷酸化控制着许多胞内蛋白的定位和活动
Src蛋白的SH1结构域是催化结构域,与Src蛋白结构相似的激酶都存在类似的结构域,Src以及其他信号蛋白的SH2结构域是胞内的受体,不同的SH2结构域可以结合不同的配体。
不同的配体包含磷酸化的酪氨酸和一段特异多肽序列
生长因子与受体结合后,经过配体诱导的转磷酸化作用,生长因子受体的胞内区产生特异性磷酸化酪氨酸残基,这样,胞内一些具有SH2结构域的蛋白就可以与生长因子受体结合,从而传递信号。
6.4 SH2基团可以解释生长因子受体如何激活Ras
6.5 Ras下游三条信号通路之一:激酶级联
MAPK通路(丝裂原蛋白激酶)
Erk激酶一旦被激活就可以磷酸化胞内的底物并转位至核内,引起转录因子的磷酸化;其中的一些转录因子可以引起即刻早期基因和延迟早期基因的表达。
6.6 Ras下游第二条通路:肌醇脂类和Akt/PKB激酶
部分细胞膜相关磷脂亲水性头部含有肌醇基团,这种肌醇部分能被磷酸基团修饰(被加上一个磷酸基团),形成的磷酸肌醇IP3然后与磷脂分子相分离,扩散到膜远处,作为第二信使,传递信号。最重要的激酶是PI3K(磷脂酰肌醇-3激酶)。
激活的Ras结合PI3K,增强其活性。
磷脂酰肌醇被磷酸化后(PIP3),可以和胞质内带有PH结构域的蛋白结合。
Akt/蛋白激酶B(PKB)——一种含有PH结构域的丝氨酸/苏氨酸激酶
Akt/PKB:抑制凋亡;促进增殖;促进蛋白质合成,促进细胞增长
PTEN可以移除PIP3上被PI3K加上的磷酸基团,发挥抑制作用;肿瘤中Akt/PKB失调更多的是由于PTEN的失活,而不是PI3K的过度激活。
Rho信号蛋白家族,激活方式类似Ras,
激活后Rho蛋白控制细胞形状、迁移,与肿瘤的侵袭和转移密切相关。
6.7 Ras的第三条通路:通过Ras同源物Ral调控
6.8 介导信号从胞膜传到胞核的Jak-STAT通路
Jak磷酸化后,具有SH2结构域的STAT蛋白与之结合,STAT被磷酸化,磷酸化的STAT又可以和另一个STAT蛋白结合形成二聚体,进入核内作为转录因子,激活myc, 细胞周期蛋白D2/D3,抗凋亡蛋白Bcl-XL基因
磷酸化的Jak还可以激活Ras-MAPK通路
6.9 细胞黏着受体信号
整联蛋白的三个功能
类似生长因子受体信号
不需要贴壁生长。
6.10 促进细胞增殖的Wnt-β-catenin通路
Wnt因子结合Frizzled受体,抑制糖原合酶-3β(GSK-3β)的活性。
GSK-3β可以磷酸化β-catenin,确保β-catenin被泛素化标签,进行后续降解
正常β-catenin作用:结合E-cadherin钙黏素;存在于可溶库?<20min,很快降解;存在于细胞核,作为转录因子的重要元件
激活的Wnt抑制GSK-3β,增加β-catenin水平,β-catenin进入胞核内,结合Tcf/Lef蛋白,形成转录因子复合物,并激活多个靶基因,包括:myc、cyclin D1
β-catenin降解机制失活
6.11 G蛋白偶联受体具有促进正常增殖和恶性增值的双重作用
G蛋白偶联受体被激活后,Gα亚基与其他两个亚基分离,进一步活化下游的腺苷酸环化酶(ATP---环腺苷酸cAMP)和磷脂酶C-β(PLC-β可以酶切PIP2,生成二酰基甘油DAG和IP3)。
6.12 其他四个信号通路在增殖中的作用
(1)Nuclear-factor-κB 抑制凋亡促进增殖
IκB扣押NF-κB,某些因素导致IκB磷酸化,被泛素化标签,从而释放NF-κB。
(2)Notch受体
配体
与配体结合后,Notch受体被切割,释放出胞内片段,作为转录因子复合物的一部分发挥作用
(3)Hegedog与Patched受体
Hegedog与Patched受体,促使Patched受体释放Smoothened,Smoothened阻止Gli蛋白被切割,完整的Gli蛋白进入核内,辅助形成具有功能的转录因子
(4)TGF-β
TGF-β与TGF-β受体结合,磷酸化Smad2和Smad3,磷酸化的Smad与Smad4形成异源二聚体,进入核内,与其他转录因子形成复合体
6.13 总结
重要概念