【文章內(nèi)容簡介】 化同時自己轉(zhuǎn)成 RasGDP形態(tài) 。 現(xiàn)已知 ， Raf 蛋白有三個同型物 （ 同一轉(zhuǎn)錄前體不 同剪切方式的形成物 ） ： 74kD的 Raf1（ 廣泛存在于體內(nèi) ） 、 68kD的 RafA（ 主要在生殖細胞內(nèi)表達 ） 、 95kD的 RafB（ 主要在腦細胞中表達 ） 。 Ras信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的級聯(lián)反應(yīng) 絕大多數(shù)生長因子的受體及部分細胞因子受體本身具有酪氨酸激酶活性構(gòu)成 酪氨酸激酶受體家族 。 這類受體被生長因子激活后 ， 其胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶活性將 自身的酪氨酸磷酸化 ， 同時具備了催化其它蛋白質(zhì)磷酸化的功能 ， 由此引發(fā)有序的級聯(lián)反應(yīng) 。 這些反應(yīng)大多是各種蛋白質(zhì)的磷酸化 ， 包括 Tyr、 Ser、 Thr等具有羥基側(cè)鏈的氨基酸殘基 。 Ras信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的級聯(lián)反應(yīng) Ras信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的最后一站是原癌基因編碼的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 Myc、Jun、 Fos， 它們被上游腳手架分子MAPK激活后 ， 直接作用于相關(guān)基因的順式轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 。 例如 ， Myc與Max形成二聚體 ， 與基因的 DNA順式元件 CACGTG結(jié)合 ， 并激活相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄啟動； Jun與 Fos形成二聚體 AP1， 與基因的佛波醇應(yīng)答元件TGACTCA結(jié)合 ， 并激活相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄啟動 。 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 大部分的細胞因子受體屬于造血因子受體超家族的成員 ， 與生長因子受體不同 ， 細胞因子受體的胞內(nèi)區(qū)域不具有酪氨酸激酶活性 ， 但其細胞內(nèi)的近膜保守區(qū)能結(jié)合一些 非受體型 的酪氨酸激酶 。 在配體的介導(dǎo)下 ， 受體亞基二聚化或寡聚化 ， 使受體胞內(nèi)區(qū)域靠近 ， 并結(jié)合于胞內(nèi)近膜區(qū)的酪氨酸激酶 ， 同時被活化 ， 進而啟動一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ， 其中最具有代表性的就是 JAKSTAT信 號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑由特異性 受體 、 非受體型的 酪氨酸激酶 （ JAK） 、 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子 （ STAT） 三部分構(gòu)成。 a JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基本構(gòu)成 JAK酪氨酸激酶家族 絕大多數(shù)激活 STAT型的細胞因子受體不含內(nèi)源性激酶活性這種活性 ， 它們所需的酪氨酸激酶活性由受體接合型的胞質(zhì)蛋白質(zhì) JAK家族成員提供 ， 因此 JAK是不同于受體酪氨酸激酶的另一類激酶 （ Just Another Kinase， JAK） 。 也有人認(rèn)為該名來源于古希臘門神 Janus， 它具有方向相反的兩張面孔 ， 與此類蛋白激酶 C端的兩個催 化亞基相似，因此又稱 Janus Kinase（ JAK）。 JAK家族最明顯的結(jié)構(gòu)特征是其 C端用有兩個催化功能域 ， 靠近 N端是三個保守的結(jié)構(gòu)域 ， 中部有兩個功能域 。 JAK在進化上相當(dāng)保守 ， 哺乳動物細胞內(nèi)有四個 JAK成員： JAK JAK JAK TYK2。 有種遺傳性免疫缺陷癥就是因為突變使得受體 與 JAK相互作用能力喪失或者 JAK激酶活性喪失。 JAK能特異性地結(jié)合在細胞因子受體的胞內(nèi)功能域上 。 當(dāng)細胞因子配體與相應(yīng)的受體結(jié)合后 ， 受體二聚化 ， 使得結(jié)合在受體亞基上的兩個 JAK相互靠近 ， 并相互磷酸化而被激活 ， 然后 JAK再催化其底物蛋白 （ 如 STAT） 磷酸化 ， 由此將受體信號繼續(xù) 傳遞下去。 STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子蛋白家族 哺乳動物細胞含有七個 STAT（ Signal Transducers and Activators of Transcription） 編碼基因 ， 分別為 STAT STAT STAT STAT STAT5A、STAT5B、 STAT6， 其編碼產(chǎn)物之間的氨基酸序列具有較大的離散性 ， 這種離散性使 得它們能響應(yīng)較大范圍的胞外信號分子，同時具有較廣的組織特異性分布。 STAT蛋白 在其 C端含有 SH2和 SH3兩個功能域 ， 而且還有一個保守的 酪氨酸殘基 位點 ， 該位點的磷酸化是 STAT活化的基礎(chǔ) 。 在配體信號分子不存在時 ， 作為轉(zhuǎn)錄因子的 STAT蛋白定位于細胞質(zhì)中 ， 并呈無活狀態(tài)；當(dāng)配體與受體偶聯(lián)后 ， STAT迅速被激活 ， 其分子上的 SH2（ Srchomology） 功能域與受體磷酸化了的酪氨酸殘基特異性結(jié)合 ， 從而靠近受體的胞內(nèi)功能域 。 此時 ， STAT上保守的酪氨酸殘基被磷酸化。 磷酸化了的 STAT可從 JAK受體復(fù)合物上離解下來 ， 并形成二聚體 ， 繼而轉(zhuǎn)移至核內(nèi) ， 依靠其 SH3功能域 （ 能特異性地結(jié)合 Pro富集區(qū) ） 直接作用于基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的 順式元件。 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在真核生物的霉菌 、 線蟲 、 果蠅 、 脊椎動物乃至人類中高度保守 ， 而且受到各種內(nèi)源和環(huán)境刺激因素的調(diào)控 ， 從而使得細胞和組織具有更大的可塑性 。 但是 ， 該信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在真菌和植物中至今沒有發(fā)現(xiàn) 。 在很多情況下 ，細胞中的早期應(yīng)答基因以及那些依賴于細胞因子的功能基因是由 JAKSTAT控制表達的 ， 當(dāng)細胞中沒有新的蛋白質(zhì)合成時 ， 這些早期應(yīng)答基因通常增加轉(zhuǎn)錄 。 b JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基本特征 JAKSTAT介導(dǎo)的 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)程序 當(dāng)信號分子與相應(yīng)的受體結(jié)合后 ， 受體在膜上二聚化 ， 這使得聯(lián)結(jié)在受體胞質(zhì)區(qū)的兩個 JAK也相互靠近并相互催化對方磷酸化 ， 同時又使受體胞質(zhì)區(qū)中的酪氨酸殘基磷酸化 ， 制造出吸引錨定 STAT的位點；游離于細胞質(zhì)中的S T A T 蛋 白 通 過 其 結(jié)構(gòu)，然后迅速被運輸?shù)胶藘?nèi)。 SH2功能域與受體胞質(zhì)區(qū)中磷酸化了的酪氨酸殘基結(jié)合 ， 然后在自己的酪氨酸殘基上接受磷酸基團；磷酸化了的 STAT蛋白從受體上解離下來 ， 或同源或異源形成二聚體 JAKSTAT介導(dǎo)的 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)程序 大多數(shù)的 STAT二聚體能識別 DNA鏈上 810對堿基 的反向重復(fù)序列 5’ TTN46AA3’這個相對保守 的DNA序列稱為 GAS（ gammainterferon activation sequence） 元件 ， 因為它首先是在研究 STAT同源二聚體與 g干擾素基因調(diào)控序列之間的相 互作用時被發(fā)現(xiàn)并命名的 。 該元件的相對保守性也反映出不同序列的 GAS對特定的 STAT二聚體具有不同的親合力。 JAKSTAT介導(dǎo)的 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)程序 一旦被激活的 STAT二聚體識別并結(jié)合靶基因的 GAS元件上 ，該基因的轉(zhuǎn)錄速度就會大幅度加快 ， 其機制是 STAT分子內(nèi)的轉(zhuǎn)錄激活功能域能召集一些核內(nèi)共激活因子 ， 以促進對染色質(zhì)的修飾反應(yīng)以及與核心啟動子之間的通訊 聯(lián)絡(luò)。 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 細胞因子干擾素和白介素是通過 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控靶細胞廣泛的生理功能的 。 三類干擾素（ a、 b、 g） 和白介素 6 分別使用了三條特異性的信 號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 c 干擾素和白介素介導(dǎo)的 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 途徑 I型干擾素介導(dǎo)的 途徑 該途徑的信號分子為 a干擾素 和 b干擾素 ， 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子為 STAT1STAT2異源二聚體 。 該途徑的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制不同于大多數(shù)其它的 JAKSTAT途徑 ， 其最終的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子不是簡單的 STAT二聚體 ， 而是由 STAT1STAT2和一個必需的DNA結(jié)合亞基 （ IRF9） 構(gòu)成的異源三聚體 。 IRF9是干擾素調(diào)控因子家族的一個成員 ， STAT與 IRF9的結(jié)合使得這個復(fù)合物能識別干擾素 刺激應(yīng)答元件（ ISRE）。 II型干擾素介導(dǎo)的 途徑 該途徑的信號分子為 g干擾素 ， 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子為STAT1STAT1同源二聚體這種二聚體識別靶基因上游的 g 干 擾 素 激 活 序 列 GAS。 白介素介導(dǎo)的 途徑 該途徑的信號分子為 白介素 6， 轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子為 STAT3STAT3同源二聚體 ， 又稱 STAT3途徑 。 該途徑廣泛存在于各種類型的細胞中 ， 對生長調(diào)控 、 炎癥發(fā)生 、 胚胎發(fā)育具有重要作用 。 此外 ， 這條途徑的激活還常見于多種實體腫瘤和血癌細胞中 ， 具有刺激生長和抗凋亡的功效 。 很多原本使用酪氨酸激酶受體的生長因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑也直接通向 STAT3途徑 ， 如表皮生長因子EGF、 血小板樣生長因子 PDGF等 2E JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑并不能自發(fā)地工作 ， 胞內(nèi)和環(huán)境的許多刺激因素均能控制其運行 。 所有正負調(diào)控因子的穩(wěn)態(tài)濃度和信號誘導(dǎo)濃度的維持 ， 決定了 JAKSTAT途徑的信號應(yīng)答反應(yīng)在一個特定細胞中的作用強度和持續(xù)時間 。 JAKSTAT途徑的正負調(diào)控有四種 機制。 d JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 途徑的調(diào)控 途徑融合 多種不同類型的蛋白激酶 ， 包括幾種 MAPK， 能使 STAT的絲氨酸殘基磷酸化 ， 從而將其它轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的信號融入到 JAKSTAT途徑中 。 進入內(nèi)吞囊泡并遭降解。 受體降解 JAKSTAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的負調(diào)控過程常使用普通的機制 ， 如受體 反饋抑制 JAK擁有自己專一性抑制劑 SOCS（ 細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)阻遏因子 ）它能直接結(jié)合并鈍化 JAK。 那些能促進 STAT激活的細胞因子同時也能刺激 SOCS編碼基因的表達 ， 因此 SOCS構(gòu)成了一個反饋抑制回路 。 修飾滅活 細胞內(nèi)某些絲氨酸磷酸化反應(yīng)以及蛋白質(zhì)的翻譯后修飾作用會削弱STAT的活性 。 更為特異性的抑制信號來自 蛋白酪氨酸磷酸酶 ， 它們能在膜結(jié)合型的受體激酶復(fù)合物水平上或者在核內(nèi) ， 除去被激活的 STAT二聚體上的磷酸基團 ， 剩下的 STAT單體則重新回到細胞質(zhì)中 。 此外 ，還有一種名叫 激活型 STAT蛋白抑制劑 （ PIAS） 的因子能直接與磷酸化 的 STAT二聚體結(jié)合，從而阻止其對 DNA元件的識別。 2F TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 腫瘤壞死因子 （ TNF） 是細胞凋亡 、 炎癥發(fā)生 、 免疫調(diào)節(jié)過程中一類重要的樞紐分子 ， 它涉及到人類多種疾病的發(fā)病機制 ， 如敗血癥 、 糖尿病 、 癌癥 、 骨質(zhì)疏松癥 、 多重硬化癥 、 腸炎 、 風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等 。 TNF與 TNF受體 1（ TNFR1） 相互作用 ， 能激活若干 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 2F TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 早在一百年前就有人指出了 TNF的抗癌活性 ， 然而直到 1984年純化了人的TNF并克隆表達了其 cDNA編碼區(qū) ， 人們才對 TNF的多重生物活性有了一個全景式 的了解。 a TNF的結(jié)構(gòu)與功能 TNF是一種由激活的巨噬細胞合成的同源三聚體 ， 每個亞基有 157個氨基酸 。它能作用于兩種不同的細胞表面受體 TNFR1和 TNFR2， 其中 TNFR1介導(dǎo) TNF的大部分生理活性 。 TNF與 TNFR1的結(jié)合能觸發(fā)一系列細胞內(nèi)的級聯(lián)反應(yīng) ， 最終激活兩大核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子 kB（ NFkB） 和 cJun。 這兩大轉(zhuǎn)錄因子可誘導(dǎo)表達一組具有重要生理功能的基因 ， 涉及細胞的生長凋亡 、 組織發(fā)育 、 腫瘤發(fā)生 、 免疫識別 、 炎癥反應(yīng)、環(huán)境壓力應(yīng)答等過程。 TNF與其受體 TNFR1所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的一個共同特征是 ， TNF能 在細 膜上誘導(dǎo)形成多蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物。 2F TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 b TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的工作原理 TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的第一步是 TNF三聚體與TNFR1的