生物技术专业毕业论文.doc
《生物技术专业毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生物技术专业毕业论文.doc(26页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、 届别 2 0 1 1 届 学号 200714250138 毕业设计(论文) P53基因的研究进展姓 名 吴 长 军系 别 专 业 化生系 生物技术 导师姓名职称 许名宗 讲师 完 成 时 间 2011年4月28日 目录 摘要Abstract1 P53基因概述1 1.1 P53基因的发现1 1.2 P53基因的命名1 1.3 P53基因的研究史2 1.4 研究动态 32 P53基因结构和表达 4 2.1 基因的结构4 2.2 基因的表达5 2.3 基因的失表达63 P53基因的功能7 3.1 阻滞细胞周期7 3.2 促进细胞凋亡7 3.3 维持基因稳点8 3.4 抑制肿瘤血管生成8 3.5 信
2、号通路94 P53用于治疗方面10 4.1 基因疗法10 4.2重建P53蛋白活性12 4.3 P53治疗效果135 P53基因最新研究14参考文献18致谢19 摘要 从1979年发现至今,P53已经历经30多年的岁月,30年说长不长说短不短,人们对p53基因的认识经历了癌蛋白抗原癌基因抑癌基因的三重转变,关于p53的文章层出不穷,每当我们觉得离p53的真相接近之时才发现,p53仍是我们最熟悉的陌生人。最近的Nature,PNAS分别发表了p53最新研究进展,再度拉近了我们与p53真相间的距离。 关键字:P53基因;肿瘤;基因治疗;重组蛋白 Abstract Found so far in 1
3、979, P53 has been through 30 years of age, 30 years can be a long a short time, peoples understanding of the p53 gene has undergone cancer antigen protein - oncogene - tumor suppressor gene in the triple change, with regard to p53s Article after another whenever we feel the truth from the close of p
4、53 only to find, p53 is still our most familiar strangers. Recent Nature, PNAS published p53 were recent progress, we once again closer to the distance between the truth and p53. Keywords: P53 gene; tumor; gene therapy; recombinant protein1 P53基因概述1.1 P53基因的发现 1979年,在大家都在研究SV40病毒的癌蛋白时,好几个科研小组都无意中分别独
5、立发现了p53蛋白。当时在伦敦癌症研究所(London Research Institute)工作的David Lane和Lionel Crawford发现,用感染了SV40病毒的动物血清与SV40大T抗原发生免疫沉淀反应时能共沉淀下来一个分子量约为53kDa的宿主细胞蛋白。 另外三个科研小组也都在1979年同时发表文章报导了同样的结论,他们分别是法国的Pierre May科研小组、美国纽约的Robert Carroll科研小组和英国的Alan Smith科研小组。1.2 P53基因的命名 每个实验室分别给这种分子量为53 kDa的蛋白质取了各自的名字,并且使用这些名字发表了很多论文,这样就造
6、成极大的混乱。 1983年在英国牛津举办的第一届国际p53蛋白研讨会上,来自各国的代表专门就这个蛋白的命名进行了讨论。经过一番激烈争论之后,大家一致认为,p53这个名字最为合适,自此被保留下来一直沿用至今,其实p53这个名字根本就不是一个名字,只是因为这个蛋白在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳试验中表现出的分子量大约为53 kDa才因此而得名。后来大家才发现,这个表观分子量其实也只是一个大概的估计,因为该蛋白富含脯氨酸,所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳试验()中的迁移率偏慢,表现出来的分子量要比它实际的分子量大。该蛋白的实际分子量只有43.7 kDa,而小鼠体内p53蛋白的分子量会更小。但是谁又能够更改
7、得了这个被大家使用已久的名字呢 .1.3 P53基因三十年的发展史 最初10年里 , p53蛋白并非癌蛋白,而是抑癌蛋白 。 第二个10年里 , p53蛋白实际上是一种转录因子 。它在细胞周期的调控、凋亡、发育、分化、基因扩增、DNA重组、染色体隔离和细胞水平上的衰老相关。 在第三个10年里 ,又发现了p53蛋白的一些新功能,比如调控细胞代谢通路,调控与胚胎植入过程相关的细胞因子表达等等。 第四个“10年计划” 目标是基于p53蛋白开发抗癌药物 。研究动态 P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因,在短短的十多年里,人们对 P53基因的认识经历了癌蛋白抗原,癌基因到抑癌基因的三个认识转变
8、,现已认识 到,引起肿瘤形成或细胞转化的P53蛋白是P53基因突变的产物,是一种肿瘤促进因 子,它可以消除正常P53的功能,而野生型P53基因是一种抑癌基因,它的失活对肿瘤形成起重要作用。P53蛋白还分布于线粒体、核仁等结构,并且与细胞骨架有相互作用关系 . 重组人p53腺病毒()是一种基因工程改造过的活病毒,在结构上由两部分组成:一是抑癌基因p53,二是载体。载体是改造过的无复制能力的腺病毒。就像火箭携带卫星上太空一样,这种携带p53的腺病毒特异感染肿瘤细胞,它能有效地将治病的p53基因转入肿瘤细胞内,而对正常细胞无害。 今又生结合放疗治疗53例头颈鳞癌(),肿瘤完全消失率比单纯放疗的46例
9、提高2倍。结合放疗治疗45例鼻咽癌(),肿瘤完全消失率比单纯放疗的41例提高1.7倍。结合放疗治疗了4例不能手术的期子宫颈癌都达到肿瘤完全消失。结合放疗、化疗或热疗治疗各种软组织肉瘤()、消化系统腺癌、卵巢癌都取得一定的疗效,而这些病例都是经3大手段治疗失败的病人。使用今又生治疗恶性肿瘤,除出现暂时性自限性发烧外,未发现其他毒副反应。今后,全面的临床试验将在其他三级甲等医院有序展开,p53基因治疗已从实验室走向临床,走向产业化。 p53基因治疗肿瘤只是开了一个好头,为人类征服癌症带来了新的希望和曙光.2 P53基因的结构及表达2.1结构 P53基因在人类、猴、鸡和鼠等动物中相继发现后,对其进行
10、了基因定位,人类 P53基因定位于17P13.1,鼠P53定位于11号染色体,并在14号染色体上发现无功能的假基因(),进化程度迥异的动物中,P53有异常相似的基因结构,约20Kb长,都由11个 外显子和10个内含子组成,第1个外显子不编码,外显子2、4、5、7、8、分别编码5 个进化上高度保守的结构域,P53基因5个高度保守区即第1319、117142、17119 2、236258、270286编码区.正常的P53蛋白在细胞中易水解,野生型p53蛋白的半衰期很短,因此用免疫组化法检测()不到野生型p53蛋白,而突变型p53蛋白降解缓慢,代谢半衰期比较长,积聚在核内易于检测到,所以应用免疫组化
11、检测的p53均为突变型,可作为多种癌的基因标志。P53蛋白N端有一个与转录因子相似的酸性结构域,与GAL4()(GAL4是酵母转录启动蛋白Gal4的基因)的DNA结合区重组时,融合蛋白能启动GAL4操纵子转录,启动功能定位在P53第2040位密码子。P53细胞定位及反式启动功能提示,P53蛋白可能直接或通过与其他蛋白作用参与转录控制。进化程度迥异的动物中,P53有异常相似的基因结构,约20Kb长,都由11个外显子和10个内含子组成.P53基因转录成2.5KbmRNA,编码393个氨基酸蛋白,细胞内以四聚体形式存在。 分子量为53KD。p53基因的多态性常见于4号外显子的72位密码子。而4号外显
12、子附近这个区域编码接近中央疏水区域的氨基,决定蛋白的构象和DNA特异性结合。2.2表达P53基因转录成2.5KbmRNA,编码393个氨基酸蛋白, 分子量为53KD,P53基因的表达至少受转录及转录后二种水平的调控.在停泊生长或非 转化细胞中P53mRNA水平很低,但刺激胞液后mRNA显著增加.持续生长的细胞,其mRNA 水平不随细胞周期而出现明显变化,但经诱导分化后mRNA水平降低,部分是转录后调控.P53基因的转录由P1、P2二个启动子控制.P1启动子位于第一外显子上游100250bp, P2位于第一内含子内,在启动子中包含1个NF1蛋白结合位点和一个转录因子AP1相关 蛋白的结合位点,对
13、正常P53基因的转录,不仅需要二个启动子的平衡作用,而且P53 基因内含子也起作用,如内含子中有正调控作用,其调控有组织特异性. 53基因的表达至少受转录及转录后二种水平的调控.P53在正常细胞中表达量极低,但是当细胞受到低氧、紫外照射、化合物刺激等反应后表达量急剧增加并被启动,由于含有一段序列专一性DNA转录结合序列,作为转录因子,p53可调节大量靶基因的表达,从而影响细胞周期阻滞、凋亡、分化、静息、DNA损伤、血管生成和转移的抑制以及其他功能。P53蛋白野生型可抑制肿瘤生长,在正常细胞中表达极微,且半衰期仅10min左右。但p53基因突变后蛋白构型改变、稳定性增加、半衰期延长为216h,从
14、而易在恶性细胞中堆积。许多p53基因正常的肿瘤组织中,也常存在P53蛋白功能的丧失。如由于其他相关蛋白的过度表达(如MDM2)并与P53蛋白结合,或是P53活化必须的辅助因子缺失,或是P53蛋白被阻滞不能进入细胞核,甚至p53基因本身转录被抑制等,都可使P53蛋白失活。因此野生型P53蛋白功能的缺失是肿瘤发生的必要条件。p53基因位于人类染色体17p131,启动子不含C盒、TATA盒和GC盒等常见启动序列。2.3失表达TP53()基因突变是其功能失活的主要原因,至今已发现400多种TP53基因突变类型,其中147种与胃肠道肿瘤有关,而最常见的突变方式是点突变。通过分析大量肿瘤病例中的TP53突
15、变位点,证实肿瘤中95.1%的p53点突变位点发生在高度保守的DNA结合区,尤以第175、245、248、249、273和282位点的突变率最高()。此外,某些点突变改变了p53的空间构象,影响了p53蛋白与MDM2和p300等蛋白的相互作用。另一些点突变发生在p53的核定位信号区,使p53无法进入细胞核发挥转录启动的功能。不同肿瘤的TP53基因突变位点并不一致,例如:结肠癌中G:CA:T转换占到79%;在乳腺癌中,GT颠换占到1/4,而这种突变在结肠癌十分少见;淋巴瘤和白血病的TP53基因突变方式与结肠癌相似;在肺癌中G:CT:A突变最普遍,而食道癌中发生GT颠换的频率很高。3 P53基因的
16、功能 3.1 阻滞细胞周期在细胞周期中,P53的调节功能主要体现在G1和G2/M期校正点的监测,与转录启动作用密切相关。P53下游基因P21编码蛋白是一个依赖Cyclin()(细胞周期蛋白)的蛋白激酶抑制剂,一方面P21可与一系列Cyclin-cdk (细胞周期蛋白依赖性激酶)复合物结合,抑制相应的蛋白激酶活性,导致高磷酸化Rb 蛋白(视网膜母细胞瘤蛋白)堆积,后者使E2F()转录因子(参与细胞周期调控的细胞因子)不能活化,引起G1期阻滞;另外P53的另外3个下游基因Cyclin B1,CADD45 和14-3-3 则参与G2/M期阻滞。 3.2 促进细胞调亡Bcl-2(调控线粒体外膜通透性的
17、基因家族)可阻止凋亡形成因子如细胞色素C等从线粒体释放出来,具有抗凋亡作用,而Bax(促凋亡基因)可与线粒体上的电压依赖性离子通道相互作用,介导细胞色素c的释放,具有凋亡作用,p53可以上调Bax的表达水平,以及下调Bcl-2的表达共同完成促进细胞凋亡作用。P53还可通过死亡信号受体蛋白途径诱导凋亡,TNF受体(在真核细胞表达具有生物活性的可溶性肿瘤坏死因子)和Fas蛋白(一种细胞膜抗原,主要功能是介导细胞凋亡)。3.3 维持基因组稳定DNA受损后,由于错配修复的累积,导致基因组不稳定,遗传信息发生改变。P53可参与DNA的修复过程,其DNA结合结构域本身具有核酸内切酶的活性,可切除错配核苷酸
18、,结合并调节核苷酸内切修复因子XPB和XPD的活性,影响其DNA重组和修复功能。 3.4 抑制肿瘤血管生成肿瘤生长到一定程度后,可以通过自分泌途径形成促血管生成因子,刺激营养血管在瘤体实质内增生。P53蛋白能刺激抑制血管生成基因Smad4()等表达,抑制肿瘤血管形成。在肿瘤进展阶段,P53基因突变导致新生血管生成,有利于肿瘤的快速生长,这常常是肿瘤进入晚期的表现。p53既可阻滞细胞周期,也可诱导细胞凋亡。两种作用方式都是为了维护基因组的稳定,但二者的性质截然不同。前者是为DNA的修复或某种应激状态的改善创造时机。即便不能完全修复DNA的损伤,只要还能容忍,细胞依旧可以存活,但可能会留下基因组不
19、稳定的后患;后者则是从根本上去除造成基因组不稳定的因素,以绝后患。显然,p53的这两种作用方式不能同时并存,二者之间有选择。究竟p53在被启动后选择何种作用方式,要由活性p53的数量与应激细胞的损伤程度两方面来决定。当通过暂时转染方式让p53在肿瘤细胞内高水平表达时,即可诱导凋亡;而采用温度敏感突变或可诱导系统让p53低水平表达时,则只能导致细胞周期阻滞。但从根本上讲,应激细胞的DNA损伤程度等因素才是决定p53选择何种作用方式的关键。3.5 P53基因信号通路 抑瘤制基因p53具有序列特异性,直接作用于不同细胞好病毒的蛋白质,在DNA损害时,可诱导细胞周期阻滞。面对不同基因毒性产生的信号(例
20、如,紫外线照射或DNA损伤)时,p53被翻译产生p53蛋白,并经历翻译后修饰,从而其在细胞核中逐渐积累。p53基因对维持基因的稳定性有十分重要的作用。它可以通过永久地抑制细胞或细胞凋亡来消灭已经损伤的细胞。例如,gamma射线启动p53,开启p21 CIP1基因 (癌基因)的转录,同时,结合并抑制细胞周期蛋白依赖性激酶,导致视网膜母细胞瘤低度磷酸化,从而阻断E2F()的释放,同时阻滞G1期向S期的过渡。P53的某些细胞效应能够通过c-Myc, Bcl-2, 或者 E2F的自由表达被阻止。P53的活性由Mdm2参与自动调控环路所控制。Mdm2(一种癌基因,而且mdm2突变与P53突变不共存,md
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物技术 专业 毕业论文
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4029364.html