未折疊蛋白反應(yīng)

1、未折疊蛋白反應(yīng)：從應(yīng)激通路到穩(wěn)定調(diào)節(jié)Peter Walter and David Ron細(xì)胞分泌或展示在起表面的大多蛋白質(zhì)進(jìn)入它們折疊組裝的場所內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，只有合適的組裝蛋白質(zhì)才能從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入細(xì)胞表面。細(xì)胞會根據(jù)需要來調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)部蛋白質(zhì)組裝能力，從而確保蛋白質(zhì)折疊的精確性。分泌蛋白或膜蛋白在它們被分派到內(nèi)膜系統(tǒng)其他細(xì)胞器、分泌到細(xì)胞表面、或釋放到胞外之前都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)折疊、成熟。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過激活包內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來反應(yīng)腔內(nèi)未折疊蛋白的壓力，這統(tǒng)稱為未折疊蛋白反應(yīng)（ UPR）。而且，至少三種明顯不同的 UPR通路來調(diào)節(jié)各種不同基因的表達(dá)使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)保持穩(wěn)態(tài)或當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激得不到消除時誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。最近研究進(jìn)展給

2、 UPR的復(fù)雜機(jī)制及其在各種疾病中扮演的角色帶來了一線光明。分泌蛋白或膜蛋白在它們被分派到內(nèi)膜系統(tǒng)其他細(xì)胞器、分泌到細(xì)胞表面、或釋放到胞外之前都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)折疊、 成熟。UPR，一種保守系統(tǒng)發(fā)生信號路徑， 是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的檢測器，檢測折疊能力的不足并，感知錯誤折疊的脅迫 ，從而根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)狀態(tài)來交流信息來調(diào)控振和基因表達(dá)。 UPR的激活是通過對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜表達(dá)的調(diào)節(jié)，用新合成的蛋白質(zhì)折疊基質(zhì)填充來滿足需要。這種長期大范圍轉(zhuǎn)錄調(diào)控伴隨著進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)流量瞬間減少。 這樣 UPR 建立并維持的穩(wěn)態(tài)的無數(shù)其他循環(huán)的一個范例。復(fù)雜的細(xì)胞器安排發(fā)生元件的分子水平上得到闡明時， 細(xì)胞生物學(xué) 進(jìn)展才能完美體現(xiàn)。 U

3、PR 就是其中一個例子，他詳細(xì)表述的分子機(jī)制說明了一個真核細(xì)胞調(diào)控器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的能力。令人感到意外的是，由于這些機(jī)制的激增，關(guān)于 UPR是如何與細(xì)胞生理雜亂的各方面協(xié)調(diào)并維持穩(wěn)態(tài)的，這方面的發(fā)現(xiàn)的大門被打開了。事實(shí)上，真核細(xì)胞所有用來與環(huán)境驚醒信息交流的蛋白都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組裝。它們傳出傳入的信息決定了器官的健康，比如傳遞細(xì)胞分裂、成熟、分化或死亡的信號。一個閾值來保證各部分組裝的精確性，離開了這些質(zhì)量控制集體就會陷入混亂局面。 ER的基本功能就是運(yùn)用對蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制，使得只有經(jīng)過正確折疊的蛋白質(zhì)才能裝入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊泡被運(yùn)網(wǎng)細(xì)胞表面。錯誤折疊蛋白滯留在 ER內(nèi)部，被排到細(xì)胞液后被蛋白酶體降解，這個過程成為

4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白降解（ ERAD）。ERAD在不能引起 UPR的細(xì)胞中是必須的，這也體現(xiàn)了多臺不能回到他原來的狀態(tài)的重要性。UPR的延長意味著 ER應(yīng)激沒有得到緩和，穩(wěn)態(tài)沒有得到恢復(fù)，這關(guān)聯(lián)細(xì)胞的生死。同時也說明，保證凋亡可能涉及防止機(jī)體退化，劣種細(xì)胞缺乏保證精確的信號組分。生死抉擇基于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激能否得到及時緩和，這也很好的解釋了UPR在各種人類疾病中重要角色。如果細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡，殺死細(xì)胞對整體有利，UPR會是促使細(xì)胞凋亡的執(zhí)行者，或是防治壞死細(xì)胞傷害機(jī)體的衛(wèi)兵。蛋白質(zhì)錯誤折疊造成的疾病種類有：視網(wǎng)膜炎，（一種視網(wǎng)膜發(fā)育過程中突變的視紫紅質(zhì)折疊導(dǎo)致的視網(wǎng)膜惡化的遺傳病，另外一個例子是二型糖尿病，胰

5、島B 細(xì)胞因?yàn)橐葝u素產(chǎn)量過度要求而妥協(xié)。第二大類型涉及病毒感染，利用UPR來增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組裝能力來滿足病毒的復(fù)制。相似的，有一種類型的癌癥，尤其是分泌細(xì)胞的癌變，如多發(fā)性骨髓瘤利用 UPR的細(xì)胞保護(hù)功能來滿足自身增殖的需要?；?UPR活性結(jié)果分歧是否存在一個操作來治療性的干預(yù) UPR還不清楚。所以發(fā)展 UPR的信號傳導(dǎo)分子機(jī)制的精確理解，并且研制有選擇的調(diào)節(jié)通路步驟顯得尤為重要。三種 UPR信號傳導(dǎo)器UPR主要的三種通路已被證明。所有通路格子新號傳到通路平行進(jìn)行。各通路根據(jù)一組內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜跨膜信號轉(zhuǎn)道蛋白來命名：IRE1( 抑制物阻抗性酯酶 ) 、PERK(雙鍵 RNA依賴的蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶

6、) 、ATF6(活性轉(zhuǎn)錄因子6) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上三種起信號轉(zhuǎn)傳導(dǎo)作用的跨膜蛋白。IRE1 通路存在低等生物中最為保守的通路。伴隨進(jìn)化多細(xì)胞生物中才有了PERK和 ATF6通路。不同的細(xì)胞類型中UPR有不同的體現(xiàn)。而且多重多樣的基因編碼ATF6家族蛋白，不如動物細(xì)胞中兩類IRE1 同源，暗示細(xì)胞類型的分化仍舊不得解。無論那種通路的激活都會導(dǎo)致 b-ZIP轉(zhuǎn)錄因子的產(chǎn)生，單獨(dú)作用或相互合作來激活靶基因。ATF6是最初被合成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜跨膜蛋白，是能夠大量內(nèi)質(zhì)網(wǎng)域的轉(zhuǎn)錄因子。未折疊蛋白一旦累積， ATF6 就被裝入運(yùn)輸囊泡，被運(yùn)往高爾基體。在高爾基體ATF6 被兩個蛋白酶S1P和 S2P水解，自由的 N

7、末端進(jìn)入細(xì)胞核并激活 UPR靶基因。 ATF6靶基因重要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)蛋白和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊有關(guān)。例如， Bip( 熱休克蛋白家族的一員 ) 。蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶和葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白 94（GRP94;Hso90家族的一員）。固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白是哺乳動物控制固醇生物合成的轉(zhuǎn)錄因子 ATF6 用和 SREP相同的酶。然而， SREP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)部調(diào)控機(jī)制很好理解，ATF6如何應(yīng)答 ER應(yīng)激的機(jī)制就鮮為人知了。它的ER腔內(nèi)沒有顯示與其他蛋白的同源性。ATF6和 BIP 有關(guān)聯(lián)， BIP 在 ER應(yīng)激中的作用有助于UPR的激活。 ATF6在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)包含分子二硫鍵的連接 ,ER 內(nèi)環(huán)境氧化還原感受器的作用。UPR

8、的第二個信號通路是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白 PERK介導(dǎo)的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時， PERK形成同源二聚體并且自身磷酸化， 普通翻譯起始因子的 a 亞基 eIF2a, 間接抑制 eIF2a ，并抑制 mRNA的翻譯。從而， eIF2 被限制，一些包含開放 5端的開放閱讀框 mRNA卻被翻譯。其中就有編碼 ATF4的。兩個重要靶基因 ATF4 驅(qū)動的是 CHOP和 GADD34.CHOP是一個控制編碼誘導(dǎo)凋亡基因的轉(zhuǎn)錄因子。 UPR的 PERK通路試試強(qiáng)有力的保護(hù)性信號通路又能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此二元物極可能在eIF2 a 磷酸化水平時表達(dá)，對其進(jìn)行磷酸化處理的結(jié)果就是例證。GADD34編碼一個 PERK誘導(dǎo)元件磷

9、酸化蛋白 PPIC 抵抗 PERK通過去磷酸化選擇性的抑制GADD34-PP1C復(fù)雜化，通過小分子對 GADD34的刪除來保護(hù)細(xì)胞應(yīng)對 ERS通過延長低水平磷酸化。如果 GADD34受到危害基本被刪除， 這一致命結(jié)果有磷酸化造成， 可見穩(wěn)定的重要性。UPR 的第三條通路因存在于酵母中而得名，是研究的最為清楚的一個通路。IRE1 是生物功能跨膜蛋白，具有核酸酶活性，它用獨(dú)特機(jī)制拼接mRNA,傳遞 UPR 信號。隨著之后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的寡聚化造成構(gòu)想的改變，IRE1 在兩個特殊位點(diǎn)切除一段基因來編碼相應(yīng)的UPR轉(zhuǎn)錄因子，稱為XBP1(X-BOX結(jié)合蛋白1) 。剩余的外顯子被連接在一起（存在于酵母中的R

10、NA連接酶，一種或多種未見于哺乳動物細(xì)胞中的酶）轉(zhuǎn)為一個拼接好的 mRNA,可用于有活性的轉(zhuǎn)錄因子 （XBP1s有標(biāo)記物提示它是拼接后的 RNA產(chǎn)物 ) 酵母中， IRE1 協(xié)助 UPR基因的表達(dá)，然而在動物細(xì)胞中，誘導(dǎo) UPR轉(zhuǎn)錄因子間有冗余。盡管如此， XBP1S在知道脂類生物合成酶方面的扮演著重要角色。對 IRE1 激活的分子機(jī)制的深入研究結(jié)構(gòu)和生物物理實(shí)驗(yàn)提供了IRE1 激活的地詳細(xì)視圖。 RNA核酸酶激活過程：從無活性單體組裝成緊密連接的二聚體進(jìn)一步折疊成高度有序的低聚體。在激活過程中 IRE1 自身磷酸化，IRE1 單體間頭對頭相互作用，這樣中符合有助于激活反相磷酸化，但是二聚體R

11、NA核酸酶位點(diǎn)不組裝狀態(tài)。 IRE1 單體反響磷酸化為寡聚體可能仍在繼續(xù)。 IRE1 激活新歡的磷酸化作用及其他蛋白激酶，增進(jìn)核酸酶與其激酶位點(diǎn)的結(jié)合。然而， IRE1 的磷酸化狀態(tài)可能會以其他方式改變活性。 IRE1 低聚物結(jié)構(gòu)部分磷酸鹽形式穩(wěn)定鹽橋連接單體，表明磷酸化在 IRE1 激活中很重要。 PERK及其他激酶通常傳遞信號不通過磷酸化反應(yīng)， IRE1 的激酶活性可能被完全繞過去。酵母中，沒有 IRE1 蛋白激酶活性的突變體， 在未折疊蛋白反應(yīng)累積時，保持寡聚體狀態(tài)仍能夠拼接 RNA并介導(dǎo) mRNA拼接，雖然程度有些減弱。令人驚訝的是 , 這些突變體在關(guān)閉的延遲剪接反應(yīng)后應(yīng)對 ER應(yīng)激。

12、未能正確地滅活 IRE1 不當(dāng)延長 UPR信號 , 降低細(xì)胞 UPR引起的條件下生存。 因此 , 自身磷酸化是一個關(guān)鍵的特性 UPR自我平衡的反饋循環(huán)。早些添加磷酸鹽有助于穩(wěn)定 IRE1 寡聚物形式和為進(jìn)一步激活配體開放結(jié)合位點(diǎn) 。磷酸鹽晚些 加入的可能使低聚物受到破壞 , 也許只是簡單在低聚物之間建立電荷斥力或是因?yàn)槠渌蛩靥峁┙Y(jié)合位點(diǎn)幫助低聚物的解體 。這種機(jī)制可能促進(jìn)， 向磷酸化的 IRE1 之間的嵌入到激活的低聚物和過度磷酸化而解體，這兩者的之間的一個動態(tài)平衡。有越來越多的證據(jù)表明使 IRE1 激活的閾值綜合可以通過各種方式調(diào)解。例如 , 結(jié)合到 IRE1 的激酶位點(diǎn)上的小分子可以被不

13、同的催化劑抑制或激活。這些化合物的綁定被認(rèn)為保守的蛋白激酶 : 在兩個構(gòu)想狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換“aC- helix ”和“ aC-helix?！?在第一個構(gòu)象 ,IRE1傾向于二聚體化并被激活第二種構(gòu)想中傾向于抑制激活的。 因此 IRE1 的激酶域作為一個包含有配體的構(gòu)象模塊 , 可以調(diào)節(jié)激活閾值 。這為 IRE1 提供了一種由核苷酸調(diào)節(jié)的方法 ( 或者其他涉及核苷酸結(jié)合域的代謝分子 ) 。通過寡聚化和激活反應(yīng)的調(diào)節(jié)在酵母 IRE1 在低聚物界面上有第二配體結(jié)合位點(diǎn) , 到目前為止 , 只見于體外。IRE1 與底物的相互作用目前的研究把注意力放在由 IRE1靶向 XBP1Mrna的作用機(jī)制。 在芽殖

14、酵母中， HAC1mRNA(酵母中的 XBP1同源物 ) 在其必須的且能足夠集中激活的 IRE1的3非翻譯區(qū)包含一個目標(biāo)信號。相反，在哺乳動物細(xì)胞中， XBP1u相比之下 , 哺乳動物的 XBP1u,是由未經(jīng)剪切的 XBP1mRNA 翻譯過來的蛋白質(zhì)，在 c端包含有疏水多肽段， 可以作為將 XBP1u-轉(zhuǎn)化多核糖體帶到膜表面的信號序列。植物細(xì)胞中的 bZIP60是 XBP1的同源物，也是尤為間接的 mRNA翻譯而來，且靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜成為其內(nèi)嵌蛋白膜。 這兩種情況下 , 拼接改變的是開放閱讀框疏水的目標(biāo)序列沒有被翻譯 , 致使產(chǎn)生可溶性的轉(zhuǎn)錄因子。因此 ,bZIP60 和ATF6之間存在有趣的相似

15、之處都是 mRNA拼接或蛋白質(zhì)水解使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白感應(yīng)到并引發(fā) UPR反應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄因子。 酵母IRE1的細(xì)胞質(zhì)激酶 / 核糖核酸酶域表現(xiàn)出很大活性， 動力學(xué)角度說明兩個或更多 IRE1分子只有組裝才能表現(xiàn)完全的酶活性。 熒光標(biāo)記 IRE1融合蛋白的寡聚化在光學(xué)顯微鏡下是可見的，當(dāng) UPR被激活動態(tài)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的離散點(diǎn)集聚直到允許熒光團(tuán)之間熒光能量傳遞的接近程度。一個基于活性的寡聚體的 IRE1蛋白質(zhì)作用面的晶體結(jié)構(gòu)模型，當(dāng) IRE1二聚體堆疊在一個低聚物時形成， 并穩(wěn)固核糖核酸酶活性部位 , 提供一個直觀的說明了聚合反應(yīng)和酶的激活可能是耦合的 。因?yàn)樗幕プ魈匦?,IRE1 核糖核酸酶激活

16、性會突然達(dá)到臨界閾值濃度， IRE1的胞質(zhì)模塊 , 有一種類似開關(guān)屬性。在細(xì)胞內(nèi) , 許多 IRE1模塊產(chǎn)生的信號，這樣的二進(jìn)制輸出會累積成能體現(xiàn)輸出信號的強(qiáng)度的反應(yīng)這對穩(wěn)態(tài)的維持是非常有用的。只要將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多個位置上的信號進(jìn)行集成，這種綜合信號就會發(fā)生，可以隨時有效的清點(diǎn)激活的 IRE1集群的個數(shù)。UPR激活過程中未折疊蛋白感受和選擇模塊為了感受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白， UPR信號蛋白一定和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔感應(yīng)域相互作用。然而所有蛋白都以未折疊狀態(tài)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 所以，IRE1、PERK和 ATF6被激活的閾值一定要協(xié)調(diào)。早期研究表明， IRE1 和 PERK都以單體的非激活形式與 BIP 結(jié)合，未折疊蛋

17、白競爭性與 BIP 結(jié)合， BIP 更傾向于與腔域分離，使 IRE1 和 PERK自發(fā)低聚化。然而隨后對酵母的研究顯示，不能結(jié)合 Bip 的突變體去可以有效激活 UPR，意味著 IRE1 可以不依賴 Bip 而獨(dú)立發(fā)揮調(diào)控作用。另有模型表明， IRE1 以激活配體的形式見解和未折疊蛋白結(jié)合。包含為了平衡而留有凹槽的酵母 IRE1 腔域支持直接結(jié)合的模型。 IRE1 結(jié)合未折疊蛋白擴(kuò)大縮氨酸引發(fā)IRE1 腔域的低聚化，最近的這一證據(jù)更好地支持了間接作用的觀點(diǎn)。 哺乳動物的 IRE1 腔 域以一種閉合結(jié)合凹槽， 其晶體結(jié)構(gòu)說明凹槽的開閉引發(fā)結(jié)構(gòu)的改變， 從而引起 IRE1 的激活。不是提供 UPR

18、激活開關(guān)， IRE1 腔域與 Bip 的相互作用可能扮演著作為單體間的緩沖這一微妙的角色。因此，穩(wěn)定在一個適當(dāng)水平使 IRE1 單體集中直到能夠被未折疊蛋白配體的結(jié)合，盡管未折疊蛋白識別通常被認(rèn)為是 UPR的激活的，第一個模塊越來越多證據(jù)說明腔域并不能控制 IRE1 的激活。奇怪的是，在脂類的合成過程中將腔域刪除或用亮氨酸拉鏈替換后，仍可被誘導(dǎo)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜環(huán)境一旦紊亂，人造二聚體可為 IRE1 的二聚體化提供基板。 IRE1相似的，如果內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中只有少數(shù)幾個氨基酸的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)尾部錨定蛋白，ATF6（而不是IRE1）選擇性的被激活。區(qū)別于未折疊蛋白引起的 UPR,由激活元件引起的轉(zhuǎn)錄很穩(wěn)定，這也強(qiáng)化了

19、個別 UPR分支更好的激活改變反應(yīng)這一概念。另一個例子是，在 B 細(xì)胞分化為漿細(xì)胞的過程中。 IRE1 信號傳遞可能并不依賴與 ER腔對未折疊蛋白的感應(yīng)。由于漿細(xì)胞要分泌大量免疫物質(zhì)， ER的作用被放大，因此這個發(fā)展的趨向?qū)?XBP1s的表達(dá)使很必須的。意外的是， UPR感應(yīng)早與可測量的免疫蛋白的表達(dá)，表明這種情況下， IRE1 的激活可能被一種開關(guān)驅(qū)動而不是分泌通路的 ER超負(fù)荷。的確，突變 B 細(xì)胞不產(chǎn)生免疫蛋白除非誘導(dǎo) IRE1 來應(yīng)對分化信號，這個例子中， UOR作為一個模型，細(xì)胞有刀開關(guān)可能并不是起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，相反，傳統(tǒng)的激活模塊， ER內(nèi)狀態(tài)反應(yīng)。非傳統(tǒng)的 UPR調(diào)節(jié)由 IRE1

20、 介導(dǎo)的對 XBP1mRNAis拼接非常特殊。在出芽酵母中同源物 HAC1 mRNA的是唯一可識別 IRE1 的底物 , 在動物細(xì)胞中除了 XBP1mRNA在沒有其他 mRNA可以依賴 IRE1 進(jìn)行拼接。極為特別的 mRNA與 IRE1 接觸方式與可以把 RNA切割成多樣形式的并行模式截然不同。叫做 RIDD(調(diào)節(jié)依賴 IRE1 的衰減 ) 的通路，在動物細(xì)胞中派往 ER的 mRNA降解，可能起到限制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白流量的作用，延長的 UPR感應(yīng)后未折疊蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。人們通常認(rèn)為，mRNA首先在 XBP1mRNA中保護(hù)較好的拼接位點(diǎn)上被核苷酸酶切割，而不是展示一個可識別的共有序列，因此極可能退

21、化。自由的末端的產(chǎn)生為細(xì)胞質(zhì)分泌物的被外切核酸酶的降解。通過去偶聯(lián)小分子 XBP1mRNA來自于 RIDD的拼接，提出了一個可能那就是， IRE1 如何在混雜和明確的模塊切割間轉(zhuǎn)換。有一種可能性是，本質(zhì)上 IRE1 有兩種不同的狀態(tài)，而被束縛它的激酶域和配體掌控。另外一種假設(shè)是， IRE1 的混合模塊更簡單的反映了 RNA酶激活的等級，即潛在的 ER應(yīng)激的強(qiáng)度及持續(xù)時間的反應(yīng)， 估計是有高度有序組裝的二聚體介導(dǎo)的，多重的結(jié)合位點(diǎn)來滿足提高活性的要求。RIDD和轉(zhuǎn)化抑制應(yīng)對由PERK誘導(dǎo) eIF2a 磷酸化而發(fā)生的RIDD和翻譯抑制在減少進(jìn)入ER的蛋白流量方面有相似的結(jié)果。這兩者都是受到精確調(diào)控

22、的，因?yàn)檫^度的激活對細(xì)胞的生存是不利的。減少蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負(fù)荷必須與維持足夠的蛋白折疊需要和其他在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組裝必要蛋白質(zhì)保持平衡。 的確 , 如果我們考慮到這兩個元件都準(zhǔn)備發(fā)揮局部防止 :RIDD 目標(biāo)被集群的 IRE1 激活 , 而磷酸化可能目標(biāo)是被 PERK激活的 eIF2a 分子。 RIDD與 eIF2a 磷酸化之間的相似之處可能更多。我們推測 , 在正常細(xì)胞生長條件 ,ER 內(nèi)折疊的能力和需求的細(xì)微的波動可能被限制在確定的范圍內(nèi)而不是影響整個細(xì)胞器, PERK 和 RIDD 的局部激活可能在允許空間內(nèi)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。這與受三條通路影響綜合細(xì)胞內(nèi)各種信號而激活轉(zhuǎn)錄程序的全局控制形成對照?？?/p>

23、的來說，基因表達(dá)的改變造成他們的行動反過來又影響細(xì)胞。持續(xù)的 ER應(yīng)激的后果做出是否凋亡的抉擇時，對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)UPR細(xì)胞整體范圍內(nèi)信號的整合尤為重要。是否存在單一或多個機(jī)制在 ERS時誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡還不清楚。較為引起關(guān)注的說法是，三個 UPR通路提供相反的信號，而 ERS為得到緩和時，較為及時的感應(yīng)改變保護(hù)性的存活還是凋亡之間的平衡。例如，當(dāng) ERS延續(xù)時 IRE1 信號變得很微弱，同樣的， PERK通過誘導(dǎo) GADD34的表達(dá)來弱化自身的作用。這樣兩個通路都包含自帶的定時器極可能有助于生存和凋亡的選擇。因?yàn)?UPR的組成部分： IRE1 、XBP1、PERK和 ATF6他們自身又受到 UPR轉(zhuǎn)錄調(diào)

24、控，調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性和解密其機(jī)制的挑戰(zhàn)性更加增強(qiáng)。 而且，細(xì)胞凋亡是慢性 ERS的唯一可能結(jié)果。對大量分泌膠原蛋白的軟骨細(xì)胞的研究，顯示從分泌細(xì)胞去分化可能對應(yīng)對適應(yīng)ERS很重要。這說明慢性 ERS 致病特征可能不只在細(xì)胞凋亡水平更有可能在改變細(xì)胞功能時表現(xiàn)出來。結(jié)論在 ER中的蛋白質(zhì)折疊過程中， UPR扮演者保護(hù)細(xì)胞抵抗傷害的角色。 各種機(jī)制共同起作用，細(xì)胞要小心的平衡各方面的作用，使細(xì)胞免受蛋白毒性同時提供足夠的蛋白合成來維持健康。盡管在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展，很多基本原理還不得而解， UPR在人類疾病中的潛在影響使得以治療性干預(yù)為目標(biāo)的 UPR信號的闡明大有希望。圖.1.UPR 信號網(wǎng)

25、絡(luò)中心元件的簡單線路圖。 ERS激活應(yīng)激感受器ATF6， IRE1 和PERK，呈現(xiàn)了UPR三個分支。對每個感受器的激活都會產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子（ATF6N,XBP1，和 ATF4）來增強(qiáng) ER內(nèi)蛋白折疊的能力。IRE1(通過RIDD)和圖.3.IRE1 激活的預(yù)測模型。圖中描述了多個IRE1 細(xì)胞腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)感應(yīng)壓力區(qū)圖.2.( 從 A 到 C) UPR 的三個通路。三個信號傳導(dǎo)感受器域(A) 的多個結(jié)構(gòu)和 IRE1 胞質(zhì)激酶以及核糖核酸酶域 (C), 對應(yīng)由 IRE1 可能被主要未解決的問題家族（ ATF6，PERK和 IRE1）感受 ER腔的蛋白質(zhì)折疊情況內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔積累的未折疊蛋白質(zhì)激活一個假

26、設(shè)序列 (B) 。IRE1 原體 ( 步驟 1) 參并傳遞信息，致使 bZIP 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)器進(jìn)入細(xì)胞核驅(qū)動 UPR1、與內(nèi)細(xì)質(zhì)胞網(wǎng)膜內(nèi)的未平折面疊的和構(gòu)錯建誤。折ER疊蛋腔白域的可毒能性形基成礎(chǔ)一是個什封么閉？的二聚物， 位于一個封閉靶基因的轉(zhuǎn)錄。每個通路都利用不同的信號傳導(dǎo)機(jī)制：的多肽槽 , 因此阻止進(jìn)一步寡聚化 (40)。針對蛋白質(zhì)錯誤折疊 ( 步驟 2), 腔內(nèi)參考文獻(xiàn)及注釋 ：ER分子2、我們怎么才能定義和實(shí)驗(yàn)性的測量內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)未折疊蛋白的壓力？區(qū)域?qū)⒅匦屡帕性试S展開蛋白質(zhì)綁定( 綁定的多肽槽用紅色標(biāo)出), 進(jìn)一步寡伴侶如何與非折疊蛋白相互作用的？聚化 (38), 導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜胞質(zhì)側(cè)接觸的

27、激酶/mRNA酶域的相互反應(yīng)。這樣的反3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上激活的IRE1 和 PERK的超微結(jié)構(gòu)是什么？這些信號平臺的其1. D. Ron, P. Walter, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 8, 519(2007).2. S. Schuck, W. A. Prinz, K. S. Thorn, C. Voss, P. Walter,J. Cell Biol. 187, 525 (2009).3. D. T. Rutkowski, R. S. Hegde, J. Cell Biol. 189, 783(2010).4. S. M. Hurtley,D. G. Bole,H.

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