Bcl-2基因 编辑

细胞凋亡时作用的一段基因
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Bcl-2基因,是在细胞凋亡作用的一段基因。在细胞凋亡过程中,Bcl-2家族成员起着至关重要的作用,它们具有较高的同源性

基本信息

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中文名:Bcl-2基因

属性:细胞凋亡时作用的一段基因

作用

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在细胞凋亡过程中,Bcl-2家族成员起着至关重要的作用。它们具有较高的同源性,而且还有BH1、BH2、BH3、BH4保守结构域。Bcl-2家族可以分为两大类,一类是抗凋亡的,主要有Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-W、Mcl-1、CED9等,另一类是促细胞死亡的,主要包括Bax、Bak、Bcl-XS、Bad、Bik、Bid等。Bcl-2、Bcl-XL、Mcl-1等是细胞死亡的负调因子,在许类型的细胞受到外界刺激时能保护细胞免于凋亡。

它们主要定位在核膜胞质面、内质网线粒体外膜上,与膜的结合对于其发挥能是极其重要的。实验表明,失去膜定位能的Bcl-2蛋白抗凋亡能力减弱了许多。有报道称在MDCK细胞中,特异性定位到线粒体膜上的Bcl-2突变体具有与野生型同样的功能,而定位到内质网上的Bcl-2突变体则失去了这种能力;但是,在成纤维细胞Rat-1/myc的研究结果却得到相反的结论,定位到内质网上的Bcl-2活性比定位到线粒体膜上的要高得多。因此,不同亚细胞定位的Bcl-2突变体在不同细胞类型中可能参与不同的细胞凋亡信号途径。

线粒体膜上的Bcl-2至少在三个平上发挥功能来抑制凋亡:

(1)Bcl-2能改变线粒体巯基化还原状态来控制膜电位从而调控细胞凋亡。在细胞凋亡中,线粒体的巯基可能组成了胞内氧化还原电位的传感器,Bcl-2可能是通过抑制谷胱甘(GSH)的外泄,降低胞内的氧化还原电位,来抑制细胞凋亡的;

(2)Bcl-2能调节粒体膜对一些凋亡蛋白前体的通透性。Bcl-2蛋白可能是线粒体PT孔道的组成成份,它在较高pH的条件下能形成离子通道,而Bax则能在较为广泛的pH范围内形成孔道。Bax能允许一些离子和小分子细胞色素c等穿过线粒体膜,进入细胞质,从而引起细胞凋亡,而Bcl-2的作用正好相反,它能封闭Bax形成孔道的活性,使一些小分子不能自由通透,从而保护细胞凋亡;

(3)Bcl-2能将凋亡蛋白前体Apaf-1等定位至线粒体膜上,使其不能发挥凋亡作用。实验证明,尽管Bcl-2与胱冬肽之间无亲和力存在,但当二者在细胞中同时表达时却发现它们之间有相互作用。这种作用可能是间接的,是通过第三者CED-4来实现的。Bcl-2能与线虫中的CED-4结合并抑制其功能,而Apaf-1具有与胱冬肽酶结合的功能域,能参与细胞色素C依赖的胱冬肽酶激活。这表明Apaf-1就象线虫中CED-4一样,一方面能激活胱冬肽酶引起凋亡;另一方面又作为接头蛋白能把Bcl-2相关蛋白与胱冬肽酶聚集在一起,并使胱冬肽酶失活,从而保护细胞凋亡。

结构特性

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人bcl-2基因有两个启动子,分别称为启动子1(promoter1,P1)和启动子2(promoter2,P2)。在人体大多数细胞中,95%以上的bcl-2的转录是由P1启动,它位于翻译起始点上游约1.7kb处,没有典型的TATA盒,富含能被Sp-1结合的GC盒,P1驱动的转录主要从GC盒附近开始,这一点与别的持家基因的启动子十分相象。P1区的染色体结构分析表明它可能是组成型的启动子。P2位于P1区下游约1.3kb处(翻译起始点上游约80bp处),具有典型的CCAAT盒和TATA盒;与P1相比,P2主要是诱导型启动子,而且很少一部分bcl-2转录是由P2驱动。

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