Bcl-2基因

Bcl-2基因作用

Bcl-2启动子的结构特性

Bcl-2基因作用

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等保守结构域。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，在许多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的胞质面、内质网及线粒体外膜上，与膜的结合对于其发挥功能是极其重要的。实验表明，失去膜定位能力的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，定们到内质网上的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至少在三个水平上发挥功能来抑制凋亡：（1）Bcl-2能改变线粒体巯基的氧化还原状态来控制其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肽（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如细胞色素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与胱冬肽酶之间无亲和力存在，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。

Bcl-2启动子的结构特性

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。