过程分子可生物学52012.ppt

基因的表达与调控 癌细胞及癌症的基本特征 进一步的研究表明：若将c-ras原癌基因第12位的Gly密码子变成其它18氨基酸（Pro除外），均可能转变为癌基因；同样，c-ras原癌基因第61位密码子若转变为其它17种氨基酸（Pro和Glu除外），也可变成癌基因。另外，若使正常的c-ras原癌基因过量表达（如20倍），则正常细胞也会转为癌细胞，这说明Ras蛋白的异常高活性（或量大或质好）是致癌的关键因素之一。那么为什么Ras蛋白的第12位氨基酸改变会变成癌蛋白呢？ Ras 癌基因的点突变 Ras蛋白第12位和第61位氨基酸的功能 Ras蛋白为一21KD的G蛋白，其中5-22位和109-120位氨基酸残基为GTP /GDP结合区。第12位密码子Gly直接影响Ras对GTP的亲和程度，其它氨基酸取代Gly会导致Ras对GTP的亲和力大大增加， Ras-GTP处于永久活化状态。 从而使Ras-GTP永久处于活化状态；第61位氨基酸的更换将改变Ras蛋白的空间构象，使之不易为GTPase激活蛋白（GAP）作用，从而导致 G-蛋白a亚基第201位精氨酸的突变效应 G-蛋白的一种a亚基GNAS突变会导致包括一些癌症在内的多种人类疾病发生。GNAS中第201位的精氨酸缺失或取代是12%的卵巢癌和17%的乳腺癌发生的主要原因。结构分析显示，这一位点的突变很可能妨碍GNAS中GTPase活性的发挥，从而导致 Ga-GTP处于永久活化状态。 from：Zhengyan Kan et al. Nature 466, 869, 2010 5E 抑癌基因的作用原理 癌基因的形成或导入会导致机体肿瘤形成，但这决非肿瘤发生的充要条件，其实在很多情况下，癌基因的存在并不能使完整的动物机体致癌。将癌细胞与正常细胞融合，发现融合细胞都是正常生长的。在极少数情况下，极个别的融合细胞会转化成癌细胞。仔细分析这种癌细胞发现，它们都伴随着染色体的缺失。在人的癌细胞中，缺失的区域大都发生在第11号、第13号、第17号染色体内，后来证明这些染色体上均有抗癌基因，它们实质上是生长阻遏基因Anti-oncogenes。 5E 抑癌基因的作用原理 a BRCA 肿瘤抑制基因 BRCA1肿瘤抑制基因是美国犹太大学医学院的Mark H.Skolnick在人第17号染色体上分离到的。之后，有三个研究小组鉴定了22种不同的BRCA1突变体，这些突变体的任何一种都会使人一生中有85%的可能性患乳腺癌。进一步的研究表明，BRCA1能有效地抑制乳腺癌和卵巢癌，但不影响结肠癌和肺癌，其作用机理是BRCA1促进乳腺细胞和神经细胞的分化与发育。同年，Skolnick在第13号染色体上又发现了一个与乳腺癌有关的基因，命名为BRCA2，它的缺失会导致男子患乳腺癌，但BRCA1不会。 5E 抑癌基因的作用原理 b MTS1 抑癌基因 MTS1（Multiple Tumour Suppressor 1）多肿瘤抑制基因，编码周期素依赖性激酶-4抑制因子，简称p16ink4或CDK4-I。在多种人类恶性肿瘤中，普遍存在着染色体9q21-22区域的缺失。1993年Serrano等人从该区域克隆了这个基因。最近，Kamb等人又在MTS1基因附近发现了另一个抑癌基因，命名为MTS2。 MTS1抑癌基因的结构 MTS1基因位于人第9号染色体的短臂上，a-干扰素基因与甲硫腺嘌呤磷酸化酶基因之间。其cDNA全长为444bp，包含3个外显子，编码148个氨基酸，编码蛋白的分子量为16KD，即p16。5‘ 端126bp为 1外显子，中间307bp为第二外显子，3‘ 端11bp为第3外显子。 MTS1蛋白的功能 真核生物细胞分裂过程中有两个关键性的决定位点：一是从G1期进入S期，DNA复制开始；二是从G2期进入M期，有丝分裂开始。周期素依赖型蛋白激酶是真核细胞分裂周期所必需的蛋白激酶家族，这个家族各成员的顺序活化导致细胞周期中关键分子的顺序磷酸化，借此有序地推进细胞分裂周期的进程。CDK4是这个家族中的一个重要成员，在细胞分裂周期的G1期，CDK4与周期素D1形成复合物，通过磷酸化作用活化一系列分子，激发细胞从G1期进入S期，因此CDK4是调控真核细胞增殖的中心。MTS1通过与CDK4-周期素D1结合，抑 制CDK4的激酶活性，最终抑制细胞的增殖。 MTS1蛋白的功能 G1 S G2 M G0 CDK4 cyclin D1 CDK2 cyclin E E2F E2F CDC2 cyclin AB DNA复制开始 有丝分裂开始 MTS1 MTS1基因与肿瘤发生的关系 1994年Kamb等人对来自12种不同组织类型的290个肿瘤细胞系（肿瘤细胞的体外培养