請舉例說明主要基因表達系統有哪些

時間 2021-08-30 10:04:12

1樓:伯盈秀

t細胞是由一群功能不同的異質性淋巴細胞組成,由於它在胸腺內分化成熟故稱為t細胞。成熟t細胞由胸腺遷出,移居於周圍淋巴組織中淋巴節的副皮質區和脾白髓小動脈的周圍。不同功能成熟的t細胞均屬小淋巴細胞,在形態學上不能區分,但可借其細胞膜表面分子不同加以鑑別(表8-1)。

在t細胞發育不同階段以及成熟t細胞在靜止期和活化期,其細胞膜分子表達的種類和數量均不相同。這些分子為抗原性不同的糖蛋白。它們與t細胞對抗原的識別、細胞的活化、資訊的傳遞、細胞的增殖和分化以及t細胞的功能表達相關。

它們也與t細胞在周圍淋巴組織中的定位相關。

由於這些分子在t細胞表面相當穩定,故可視為t細胞的表面標誌,可以用以分離。鑑定不同功能的t細胞。這些分子的單克隆抗體對臨床相關疾病的診斷和**也具有重要應用價值。

表8-1 t細胞主要表面分子

名稱 生化特性 配體   功能

粘附 訊號傳導

tcr αβ異二聚γδ異二聚體 mhc-肽複合分子 +  +

cd3 五聚體 - -  +

cd4 單體分子 mhcⅱ類分子 +  +

cd8 雙體分子 mhcⅰ類分子 +  +

cd28 同二聚體分子 b7/bb1 +  +

cd2(lfa-2) 單體分子 cd58(lfa-3) +  +

cd11α/cd18

(lfa-1)

αβ異二聚體分子 cd54

(icam-1)

(icam-2)

+  +

cdw49/cd29

(vla-4、5、6)

αβ異二聚體分子 vcam-1 +  ?

cd44)(pgp-1) 單體分子 ecm +  +

cd45 單體分子 ? ?  +

(一)t細胞抗原識別受體(tcr)

1.tcrαβ tcr是t細胞識別蛋白抗原的特異性受體,不同的t細胞克隆其抗原識別受體的分子結構也是不相同的。大多數成熟t細胞(約佔95%)的tcr分子是由α和β二條異二聚體肽鏈組成的tcrαβ分子。二條肽鏈都由膜外區、穿膜區及胞漿區組成。

tcr屬於ig超家族,膜外區可包括可變區(v區)及穩定區(c區)。

編碼人tcrα鏈和β鏈基因座分別定位於第14號和7號染色體。α鏈是由v、j、c基因段編碼的肽鏈。每個基因座又各有不同的等位基因,在t細胞發育分化早期與ig基因一樣經歷基因重排、轉錄和轉譯成為肽鏈。

tcr的特異性是由α鏈和β鏈的v-j及v-d-j基因片段決定的,故二條鏈基因重排後可形成千萬種不同特異性的tcr分子,故可識別環境中多種多樣的抗原。在通常情況下,異種蛋白抗原分子必須與細胞表面的自身mhc分子結合才能tcr識別。所以tcr只能識別細胞膜上的mhc分子與抗原分子,這是與b細胞識別原的主要不同特性。

2.tcrγδ另一種tcr是由γ和δ鏈組成的tcrγδ分子,它是由γ和δ基因編碼的分子。這種tcrγδ細胞多見一胸腺內早期t細胞(cd4-,cd8-,tcrγδ+),而在人周圍血成熟t細胞(cd3+,tcrγδ+)中所佔的比例甚少,約為1%~10%。在小鼠脾、表皮細胞和腸粘膜上皮細胞中亦可發現γδ+t細胞。

對這種新發現的t細胞的生理功能尚不不清楚,但它們可能是具有原始受體的第一防線的防禦細胞,與清除表皮及上皮細胞內異物有關,它們可能是具有原始受體的第一防線的防禦細胞,與清除表皮及上皮細胞內異物有關。它們可識別高度保守的抗原,如結核桿菌、腸毒素和熱休克蛋白等抗原,在人和小鼠均表明它們可識別mhc或mhc樣分子。

(二)cd3分子

此分子可表達於所有成熟t細胞表面,它是由五條肽鏈非共價結合組成的複合分子,分別稱為γ、δ、ε、ζ和η鏈。五條肽鏈均由胞外區、穿膜區和胞漿區組成。γ、δ和ε為單體,ζ和η鏈其胞外區可由雙硫鍵連線組成為同二聚體ζζ(約佔90%)和異二聚體ζη分子(約佔10%)。

圖8-1 tcr識別普通抗原

圖8-2tcr識別超抗原

cd3分子可與tcr分子以非共價結合形成一個tcr-cd3複合受體分子,是t細胞識別抗原的主要識別單位。其中tcr是識別異種抗原和自身mhc分子多型性決定族的受體,而cd3分子交不參予抗原識別,它具有穩定tcr結構和傳遞活化訊號的作用。

(三)cd4和cd8分子

這二種分子可同時表達於胸腺內早期胸腺細胞,稱為雙陽性胸腺細胞(cd4+、cd8+,dp)。而在成熟t細胞這二種分子是互相排斥的,只能表達一種分子,故可將成熟t細胞分為二類,即cd4+細胞和cd8+細胞。在外周淋巴組織中cd4+t約佔65%,cd8+t約佔35%。

這二種分子同屬於ig超家族,都不具有多樣性。其分子結構都由胸外區、穿膜區及胸內區組成。cd4分子為55kd的單體,cd8分子為34kd多肽組成的雙體分子。

這二種分子與抗原識別無關,但可與帶有mhc分子的細胞結合,它們是細胞與細胞間相互作用的粘附分子。cd4分子是mhcⅱ類分子的受體,它可與mhcⅱ類分子的非多型區結合。cd8分子可與mhcⅰ類分子的非多型區結合。

因此這二種分子具有增強tcr與抗原呈遞細胞或靶細胞的親和性,並有助於啟用訊號的傳遞。

(四)cd28分子

這種分子可表達於全部cd4+t細胞及50%cd8+細胞。它是80~90kd的由雙硫鍵連線的同源二聚體分子,屬ig基因超家族。

近年的研究證明t細胞的活化需要雙訊號,即由tcr-cd3複合分子可提供起始訊號或第1訊號,還必須有協同刺激訊號(costimulatouy signal)或第2訊號才能使t細胞活化。在t細胞膜上已發現有多種分子與協同刺激訊號產生有關,如cd2、lfa-1、vla-4及cd28分子等。稱這種分子為輔助分子或協同刺激受體分子。

其中以cd28分子最為重要,已證明它的配體分子存在於b細胞或其它抗原呈遞細胞上,命名為b7或bb1分子。它是50kd單體分子的穿膜蛋白,也屬ig基因超家族。b7/bb1分子在靜止期b細胞、巨噬細胞或樹突狀細胞等表達弱,而活化型細胞表達增強。

(五)cd2分子

此分子亦稱為lfa-2、len-5或羊紅細胞受體等名稱。為55kd單體分子,屬ig基因超家族,亦為穿膜糖蛋白分子。可存在於成熟t細胞及胸腺細胞,亦可發現於nk細胞。

cd2分子是細胞間粘附分子,其配體分子稱為白細胞功能相關抗原-3(lfa-3,cd58),為55-70kd糖蛋白分子。可廣泛表達於造血細胞和非造血細胞。cd2分子與羊紅細胞上lfa-3結合形成花環,稱為e-花環,可用鑑定和分離人t細胞。

cd2也是訊號傳導分子,可使t細胞活化,它不依賴於tcr途徑,是t細胞活化第二途徑。特別是在胸腺內早期發育階段的胸腺細胞尚未表達tcr,此時胸腺細胞的活化與增殖可能是通過cd2分子與胸腺上皮細胞表面的lfa-3分子結合而使之活化。

(六)極遲活化分子

極遲活化分子(very late activation,vla)或稱β1粘合素(β1integrins),本族分子具有共同的β鏈(cd29),計有3種分子即vla-4、vla-5和vla-6分子。它們可表達於靜止t細胞上,但活化t細胞有僅數量增多而且對特異配體的親和力也增強。vla分子可與細胞外基質(ecm)配體分子相結合,可為t細胞活化提供協同刺激訊號。

vla-4還可使淋巴細胞與peyer小體的高內皮微靜脈以及炎症部位的內皮細胞結合,其配體分子稱為血管細胞粘附分子-1(vcam-1)。

(七)細胞因子受體

細胞因子受體(cytokine receptor,ckr)可表達於靜止及活化t細胞表面,靜止t細胞表面的細胞因子受體親和力弱,數量少,而活化t細胞表面ckr親和力高且數量多。

t細胞表面可有多種細胞因子受體,包括il-2r、il-4r、il-6r及il-7r等。其中il-2r由α(p55)及β(p70)鏈組成,α鏈為低親和力,β鏈為中等親和力,而αβ異聚體分子則為高親和力受體。

(八)cd44及cd45分子

cd44分子亦稱pgp-1細胞外基質受體ⅲ或hermes分子。它可表達於多種細胞,包括t細胞、胸腺細胞、b細胞、粒細胞、巨噬細胞、紅細胞、神經細胞、上皮及纖維母細胞等。cd44分子可使淋巴細胞與高內皮微靜脈(hev)結合,移行於血管,組織和淋巴之間,與淋巴細胞再迴圈密切相關,可視為一種歸巢受體(homing receptor,hr)。

人記憶t細胞比未受體抗原刺激的天然t細胞可表達高水平cd44分子。

cd45分子亦稱白細胞共同抗原(leukocyte common antigen)包括一組膜糖蛋白,只表達於不成熟和成熟白細胞,可包括t和b細胞、胸腺細胞、單核-巨噬細胞以及中性粒細胞。cd45分子的異構體(isofoums)常限定在某些t細胞表面表達,故稱之為cd45r。

未受抗原刺激的天然t細胞可表達cd45ra,而記憶t細胞可表達cd45ro。另外,cd45r分子胞漿區含有內源性酪氨酸磷酸酶活性,它可能對各種活化途徑具有重要調節作用。

2樓:匿名使用者

原核生物表達系統:大腸桿菌表達系統,鏈黴菌表達系統,枯草芽孢桿菌表達系統等;

真核生物表達系統:真菌,酵母,昆蟲,動物等。

試舉例說明調控真核基因時空特異性表達的機制有哪些

3樓:斯卡雷特蕾米莉

從dna到蛋白質的過程叫基因表達(gene expression),對這個過程的調節即為基因表達調控(regulation of gene expression or gene control)。 基因調控是現代分子生物學研究的中心課題之一。因為要了解動植物生長髮育規律。

形態結構特徵及生物學功能,就必須搞清楚基因表達調控的時間和空間概念,掌握了基因調控機制,就等於掌握了一把揭示生物學奧祕的鑰匙。基因表達調控主要表現在以下幾個方面:①轉錄水平上的調控;②mrna加工、成熟水平上的調控;③翻譯水平上的調控; 基因表達調控的指揮系統有很多種,不同生物使用不同的訊號來指揮基因調控。

原核生物和真核生物之間存在著相當大差異。原核生物中,營養狀況、環境因素對基因表達起著十分重要的作用;而真核生物尤其是高等真核生物中,激素水平、發育階段等是基因表達調控的主要手段,營養和環境因素的影響則為次要因素。

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