生物化学癌基因与细胞信息传递.ppt

2019/7/15,1,第六章 癌基因与细胞信息传递,2019/7/15,2,6.1 癌基因(oncogene) 6.1.1 对癌基因的认识及其概念,1911年 Rous 含鸡肉瘤病毒的无细胞滤液能诱发健康小鸡 长肉瘤， 鸡肉瘤病毒Rous肉瘤病毒 （Rous sarcoma virus, RSV） 1966年 荣获诺贝尔生理学医学奖 RSV： 致癌的逆转录RNA病毒 (gag，pol，env，src),1970年 Temin src基因表达产物能诱发细胞转化、长肉瘤,2019/7/15,3,癌基因（ oncogene, onc ）： 能引起细胞转化并长出癌瘤的一类基因,又称转化基因。 以后发现多种病毒中都存在癌基因 病毒癌基因 （v-onc） 1976年 Bishop and Varmus 发现鸡的正常细胞中也有与v-con同源的基因 称为细胞癌基因（c-onc）； 并发现，这类c-onc普遍存在于各种正常动物细胞中。 1989年 荣获诺贝尔生理学医学奖,2019/7/15,4,在生理条件下，c-onc往往处于不表达或有限表达，以维持细胞的正常增殖与分化，对细胞无害。 在正常细胞中以非激活状态存在的细胞癌基因 被称为原癌基因（proto-onc） 当原癌基因受到某些致癌因素（如化学致癌物、病毒、辐射等）刺激，使其活化并异常表达时，则可使细胞生长失控而发生癌变。,2019/7/15,5,癌基因名称的表示法： 以3个斜体小写字母表示 src、myc、ras 目前已发现100多个细胞原癌基因，约占 人类全部基因的0.1%1%; 各种癌基因的生物学功能都是通过其表达产物蛋白质来实现,2019/7/15,6,6.1.2 癌基因表达产物及其作用 癌基因表达产物在组织内分布广泛：可以分布在细胞膜、细胞质、细胞核，甚至细胞外。 生物学作用广泛： 参与调节细胞内物质代谢、细胞生长增殖、分化等各环节。 常按其表达产物的生物学功能分为以下六大类,相应的癌基因构成了癌基因家族,2019/7/15,7,（1） 生长因子类 sis、 hst int_2 分别表达 PDGF链、 FGF 与FGF同源 （2）生长因子受体类 erbB、 fms、 trk、 kit 分别表达 EGF-R、 CSF-R NGF-R PDGF-R （3）蛋白激酶类 src、yes、fgr、raf 其编码产物有蛋白激酶活性， src ： 编码蛋白p60src，具有酪氨酸激酶活性; raf: 编码MAPKKK, 具有Ser/Thr蛋白激酶活性,2019/7/15,8,（4）ras 基因产物 包括3型： H-ras、 K-ras、 N-ras 编码产物： 小G蛋白，p21ras ，类似于G蛋白亚基， 属于RTPK下游效应蛋白 （5）核蛋白类 myc、 myb、 fos、 jun myc 编码：p62myc，分裂信号效应蛋白，使细胞G0G1期 fos 即刻早期反应基因，编码：p55fos，（第三信使） jun Jun-Fos二聚体，即：AP-1转录因子,2019/7/15,9,（6） 其他 癌基因： erb-A、 crk 产物： T3R 胞质PLC,上述癌基因在正常细胞中以非激活形式存在，或处于低表达，称此为原癌基因。 当受到某些因素刺激，使其结构发生异常变化 点突变、插入突变（插入启动子、插入增强子）、染色体移位、基因扩增等，使原癌基因激活，细胞过度增殖、导致癌变。,2019/7/15,10,6.3 抑癌基因及其作用 抑癌基因（antioncogen / suppressor gene）： 是一类抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤形成的基因。又称肿瘤抑制基因。 抑癌基因必须在两个等位基因都缺失或失活时才会致癌，故又称隐性癌基因。 目前已克隆的抑癌基因主要有： Rb、p53、WT1、NF1、DCC、MCC、PTP、Krev-1、APC,2019/7/15,11,6.3.1 视网膜母细胞瘤基因（Retinoblastoma，Rb） 19861987两年期间， 国际上先后有3个实验室从视网膜母细胞瘤中分离、鉴定到 Rb基因。 Rb基因位于染色体13q14； Rb基因约含100kb， 转录生成的mRNA，4.7kb; 表达蛋白质，928aa, p105Rb,2019/7/15,12,p105Rb: 细胞周期调控因子，有两种存在形式 Rb RbP （有抑制活性） （无抑制活性） Rb功能： （1） Rb基因与细胞周期 主要通过结合并抑制转录因子E2F活性而发挥作用。,RbE2F E2F E2F,Rb-P,Cyclin/CDK,(-),（有活性）,2019/7/15,13,Rb蛋白在细胞周期调控中的作用,2019/7/15,14,E2F作用：能够促进使细胞从G1期进入S期及 进行DNA复制所必须的一系列蛋白（酶） 的表达 如胸腺嘧啶核苷激酶、 DNA聚合酶1、 细胞周期素（cyclin C、D、E）、PCNA等,2019/7/15,15,G2/M调控点,G1/S调控点,2019/7/15,16,G1初期： Rb-E2F E2F活性 抑制G1/S期相关酶蛋白合成 阻断细胞从G1 S期 抑制细胞增殖； G1后期： Rb Rb-P 与E2F解离 E2F活化 细胞周期中多种蛋白（酶）基因表达 促使细胞从G1 S期 促进细胞增殖,CDK/Cyclin,(一),G2期： CDK/Cyclin A、E 使Rb蛋白发生高度磷酸化 使细胞通过G2/M控制点,2019/7/15,17,Rb基因产物与病毒癌基因产物结合形成复合物 使癌基因丧失致癌活性，推测此可能是Rb发挥抑癌作用的重要机制之一： p105Rb-EIA癌蛋白 p105Rb-SV40大T癌蛋白,使后者丧失致癌性,（3）Rb蛋白的抗癌性 利用Rb基因探针或抗Rb蛋白的抗体检测正常人和肿瘤患者相对应组织的Rb基因或p105Rb, 发现正常组织中的Rb基因结构及其表达均正常； 而癌瘤组织中Rb基因突变及其表达异常。,2019/7/15,18,6.3.2 p53基因 核内转录因子 p53基因位于染色体17p13； p53基因约含1620kb， 转录生成的mRNA，2.8kb; 编码蛋白： 393个氨基酸，分子量：p53 突变型p53（m-p53）癌基因 1989年搞清 野生型p53(w-p53)抑癌基因,野生型p53: 在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用。,2019/7/15,19,当细胞受到射线或某些药物作用，使DNA结构受损时： W-p53 与Waf1(wild-type p53-activated fragment1)基因结合 激活Waf1表达p21蛋白（p21蛋白是CDK抑制剂） 抑制细胞周期进程 细胞停留在G1/S期 使细胞有足够时间修复损伤DNA,恢复其正常功能状态；,如果损伤DNA的修复失败： w-p53可诱导损伤细胞发生凋亡、自尽 防止有癌变倾向的细胞存活，从而防止癌变。 w-p53被誉称为“基因卫士”,2019/7/15,20,活性cyclin-CDK 失活的cyclin-CDK 使损伤细胞停滞在G1期,p53蛋白使损伤细胞停滞在G1期,2019/7/15,21,p53基因发生突变后 一方面失去野生型p53的抑癌作用，另一方面使突变型p53具备致癌作用。 1） m-p53与w-p53结合成四聚体，这种寡聚体蛋白使w-p53不能 与waf1结合 w-p53失去抑癌作用 导致细胞生长 失控而癌变； 2）p53基因的突变 导致产生异常的p53蛋白，使之半衰期 延长而在细胞内积聚 与Hsp形成稳定的复合物 使耗竭w-p53的负性调节作用； 3） 引发产生p53抗体（p53-Abs）,2019/7/15,22,发现Rb基因失活的癌瘤有： 小细胞肺癌、膀胱癌、乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤、软组织肉瘤等； 发生p53基因突变的癌瘤有： 肺癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌、 骨肉瘤、淋巴瘤、甲状腺瘤等,2019/7/15,23,2008级研究生实验具体安排,地点： 四号楼 4119 4125,2019/7/15,24,2019/7/15,25,准备工作要求： 1、准备