细胞应激与信号转导.ppt

各种刺激 神经内分泌反应为主的 非特异性反应 机体代谢和机能改变 提高对刺激的防御适应能力 细胞应激 (cell stress) 关于细胞应激的最近的一些书 2002 Exercise and Stress Response: The Role of Stress Proteins  2001 Molecular Chaperones in the Cell 2001 Proceedings of the Indian National Science Academy, Part-B) Special issue devoted to Stress Response  1999 Molecular Chaperones and Folding Catalysts: Regulation, Cellular Function and Mechanisms 1999 Cellular Responses to Stress  1999 Stress Proteins：Handbook of Experimental Pharmacology, volume 136 2000 Cell and Molecular Responses to Stress, Volume 1: Environmental Stressors and Gene Responses 2000 Bacterial Stress Responses 一、概念 当细胞处于不利环境和遇到有害刺激时，所产生的防御或适应性反应。 损伤轻的细胞： 诱导保护性蛋白的生成，增强细胞对应激原的抵抗力(防止细胞损伤、修复损伤) 损伤比较严重的细胞 诱导细胞凋亡、甚至坏死 从而以维护内环境的稳定。 三、细胞应激的特点 细胞应激高度保守(细菌、酵母、植物、动物等都有)。 应激反应的信号转导通路及生物效应相似。 四、细胞应激反应的全过程 热应激及HSP的发现 1962年，Ritossa发现果蝇在热应激时唾液腺染色体出现蓬松现象(膨突puff)，提示该区带基因转录加强并可能有某些蛋白质合成增加。 1974年，有人分离出这组蛋白质，命名为热休克蛋白(HSP)－热激蛋白，以后发现许多应激原均可引起HSP增加 HSP70家族 在大多数生物中含量最多，在细胞应激后生成也最显著。 包括HSP70、HSC 70(heat shock cognate 70)、grp78、mtp70。 HSP70的组成和功能 （1）诱生的HSP70 由各种应激原诱导生成。 识别并结合变性蛋白，促使其重新形成天然构象或加速其降解。 HSF 人HSF家族成员有HSF1、HSF2和HSF4 非应激细胞中HSF无转录活性.机制： HSF因分子的折叠遮盖了NLS； 活性调控区抑制转录激活区活性。 HSP70的组成和功能 （1）诱生的HSP70 （2）结构性HSP70 是一类分子伴娘。参与新合成蛋白质的正确折叠和运输 五、常见细胞应激的类型1.氧化应激2.基因毒应激3.缺氧应激 氧化应激 (oxidative stress) 由活性氧(reactive oxygen species，ROS)或自由基造成的细胞应激反应。 活性氧(ROS)及自由基 在化学反应性能方面比氧活泼的含氧化合物，如超氧阴离子、羟自由基、单线态氧、过氧化氢、过氧化物自由基、NO和过氧亚硝酸基等。 ROS是细胞正常代谢的产物，参与许多生理过程。 体内ROS的清除 抗氧化防御系统： 抗氧化酶：如SOD、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等分别清除?O2及H2O2。 抗氧化剂：如VitE、 VitC、胡萝卜素、GSH及微量元素(如硒、锌)等清除脂自由基及脂过氧自由基等 (一)氧化应激激活的细胞内信 号转导通路和转录因子 1.丝裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK) 紫外线、电离辐射、活性氧、细胞因子等 应激原 ? ? Rac, cdc42 Ras PAK/GCK ? MEKK1/2 MEKKs Raf MAPKKK ? SEK1/JNKK MKK3/6 MEK1/2 MAPKK ? SAPK/JNK p38MAPK ERK1/2 MAPK ? c-Jun等 ATF-2 CHOP等 c-Myc等 转录因子 细胞应激激活的MAPK信号通路 (1