經(jīng)典信號通路Apoptosis和Autophagy的熱門靶點及高引用抗體

梅子熟了00 2018-01-11

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在上一篇文章中，我們回顧了PI3K/Akt Signaling和MAPK Signaling信號通路的熱門靶點和高引用抗體（??經(jīng)典信號通路Akt和MAPK的熱門靶點及高引用抗體），今天我們再來聊聊Apoptosis和Autophagy這兩大經(jīng)典信號通路。

Apoptosis

凋亡（相關(guān)閱讀??凋亡研究，走套路不繞彎路）是一種嚴格受控的細胞死亡過程，以核固縮、細胞皺縮、細胞膜起泡和DNA 片段化等為特征。Caspase是半胱氨酸蛋白酶的一族，是細胞凋亡的核心調(diào)節(jié)分子。啟動性caspase（包括 caspase-2、-8、-9、-10、-11 和 -12）與促凋亡信號緊密結(jié)合。一旦激活后，這些 caspase 會剪切并激活下游效應(yīng)性 caspase（包括 caspase-3、-6 和 -7），后者反過來在特定的 Asp 殘基處剪切細胞蛋白質(zhì)，從而執(zhí)行凋亡的多個效應(yīng)。Fas 和 TNFR 可分別被 FasL 和 TNF 激活，導(dǎo)致 caspase-8 和 -10的激活。DNA 損傷可誘發(fā) PIDD 的表達，后者結(jié)合到 RAIDD 和 caspase-2 上，并激活 caspase-2。受損的線粒體上釋放的細胞色素 c 與 caspase-9的活化相關(guān)。XIAP 抑制 caspase-3、 -7 和 -9。線粒體釋放多種促凋亡分子，比如 Smac/Diablo、AIF、HtrA2 和 Endo G，以及細胞色素 c。Smac/Diablo 結(jié)合到 XIAP，防止其抑制 caspase。Caspase-11 受到疾病引起的促炎癥和促凋亡刺激后上調(diào)并被激活，導(dǎo)致 caspase-1的激活，進而通過直接作用于 caspase-3 來促進炎癥反應(yīng)和細胞凋亡（CST已經(jīng)在業(yè)內(nèi)率先繪制了??Inflammasome Signaling Pathway，可點擊查看）。Caspase-12 和 caspase-7 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下激活?？沟蛲雠潴w，包括生長因子和細胞因子，可激活 Akt 和 p90RSK。Akt 通過直接磷酸化抑制 Bad，并通過磷酸化和抑制 Forkhead 家族的轉(zhuǎn)錄因子 (FoxO) 來阻止 Bim 的表達。FoxO 通過上調(diào)促凋亡分子（如 FasL 和 Bim）的表達促進凋亡。

凋亡作為近年來各科研院所持續(xù)研究的熱門通路，其研究范圍和深度不斷拓展。在眾多信號蛋白中，caspase家族成員的研究熱度都很高。

下圖介紹了caspase家族、胱天蛋白酶原激活和caspase-3的三維結(jié)構(gòu)。（A）Caspase家族，顯示了三大類半胱天冬酶。第I組：炎癥的半胱天冬酶；第II組：引發(fā)細胞凋亡半胱天冬酶；第Ⅲ組：細胞凋亡效應(yīng)半胱天冬酶。還顯示了CARD，DED，大催化亞基和小催化亞基。（B）胱天蛋白酶原激活示意圖。在特定的Asp-X鍵切割胱天蛋白酶原，導(dǎo)致成熟半胱天冬酶的形成，包括異源四聚體p20₂–p10₂，和prodomain的釋放。P20和P10形成了活性中心。（C）Caspase-3的三維結(jié)構(gòu)。由于疏水相互作用形成了2個異源二聚體，一個異源二聚體由切割后的p17亞基和p12亞基組成「1」。

Caspase的結(jié)構(gòu)

Caspase-3是一種廣泛表達的二聚肽酶，是凋亡相關(guān)蛋白水解的主要下游介導(dǎo)物。底物包括PARP，核纖層蛋白A/C（lamin A/C），proIL-16，PKCγ／δ，procaspases-6，7，和9，和β-Catenin等靶蛋白「2」。通常情況下，它是不活躍的，是分布在胞漿的同源二聚體。然而，在細胞凋亡過程中，caspase-3被激活切割為p20大亞基和p12小亞基，p20大亞基如果在Asp9處被再次剪切，則形成p19亞基；p20大亞基如果在Asp28處被再次剪切，則得到p17亞基，p17亞基是有活性的，成為凋亡的標(biāo)志性事件。p20和p19亞基包含了一段會結(jié)合抑制劑的prodomain，因此，p20和p19亞基的累積可能是由于進一步的剪切過程被抑制了「3，4」。CST有非常多檢測caspase-3和cleaved caspase-3（Asp175）的抗體，引用文獻*數(shù)在行業(yè)內(nèi)遙遙領(lǐng)先。

品牌	貨號	產(chǎn)品名稱	抗體來源	引用文獻*數(shù)	引用文獻*世界排名
CST	9661	Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody	兔多抗	2077次	1
CST	9662	Caspase-3 Antibody	兔多抗	902次	2
CST	9664	Cleaved Caspase-3 (Asp175) (5A1E) Rabbit mAb	兔單抗	845次	3
CST	9665	Caspase-3 (8G10) Rabbit mAb	兔單抗	335次	4
……	……	……	……	……	……
CST	9668	Caspase-3 (3G2) Mouse mAb	鼠單抗	53次	16

由于不同的半胱天冬酶結(jié)構(gòu)不同，切割位點也不同，因此全長半胱天冬酶和切割后形成的激活性的片段大小也不相同。選擇抗體時需要仔細查看抗體介紹頁面中，抗體檢測蛋白的分子量大?。?/span>MW），樣品處理條件以及抗體的特異性和靈敏度（specificity／sensitivity）。

以Cleaved Caspase-3 (Asp175) (5A1E) Rabbit mAb #9664為例，該抗體的特異性和靈敏度性能是，能檢測caspase-3在Asp175位切割后形成的的內(nèi)源性的大片段(17/19 kDa)，而不能檢測全長的caspase-3或其他切割的半胱天冬酶。在固定冰凍組織的健康細胞（如胰腺α細胞）中，免疫熒光實驗中，會觀察到非特異性標(biāo)記。人和猴標(biāo)本會觀察到細胞質(zhì)背景。

此外，合適的樣品處理，對于檢測到切割的caspase-3也是非常重要的。

Westernblot 分析來自C6 (rat), NIH/3T3 (mouse)和Jurkat (human) 細胞的裂解物，用staurosporine #9953 (1uM,3hrs) 或etoposide #2200 (25uM, 5hrs) 處理或不處理，使用Cleaved Caspase-3 (Asp175)(5A1E) Rabbit mAb #9664。

除caspase-3之外，PARP、Cleaved PARP (Asp214)、Bax、Bcl-2（相關(guān)閱讀??：BCL-2WB的實驗，這三點特別重要）、c-Myc等都是凋亡研究的高頻靶點。

品牌	貨號	產(chǎn)品名稱	抗體來源	引用文獻*數(shù)	引用文獻*世界排名
CST	9542	PARP Antibody	兔多抗	1003次	1
CST	9541	Cleaved PARP (Asp214) Antibody (Human Specific)	兔多抗	261次	3
CST	9532	PARP (46D11) Rabbit mAb	兔單抗	236次	5
CST	5625	Cleaved PARP (Asp214) (D64E10) XP^? Rabbit mAb	兔單抗	163次	6
CST	9544	Cleaved PARP (Asp214) Antibody (Mouse Specific)	兔多抗	78次	7

欲了解更多凋亡相關(guān)蛋白，請點擊互動式通路圖的鏈接??，查詢更多信號蛋白的研究背景和相關(guān)產(chǎn)品。

Autophagy

自噬（相關(guān)閱讀??：自噬，藥不能停！——自噬相關(guān)疾病和藥物臨床研究），是一種催化過程，導(dǎo)致細胞漿主要內(nèi)容物（異常蛋白聚集和過?；蚴軗p的細胞器）的自噬性溶酶體降解。營養(yǎng)不足的狀態(tài)通常會激活自噬，但自噬也與許多生理和病理過程有關(guān)，比如發(fā)育、分化、神經(jīng)退行性疾病、應(yīng)激、感染以及癌癥。mTOR 激酶是自噬的重要調(diào)節(jié)分子，激活的 mTOR（Akt 和 MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)）可抑制自噬，而 mTOR的負調(diào)節(jié)（AMPK 和 p53 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)）則促進自噬。ULK1、 ULK2 與一種自噬相關(guān) (Atg) 基因產(chǎn)物 (mAtg13)的哺乳動物同源體，以及骨架蛋白 FIP200（與酵母 Atg17 直接同源）共同形成一個較大的復(fù)合體。III 型 PI3K 復(fù)合體，包含 hVps34、 Beclin-1（酵母 Atg6 的一種哺乳動物同源體）、p150（酵母 Vps15 的一種哺乳動物同源體）以及 Atg14 樣蛋白 (Atg14L 或 Barkor) 或抗紫外輻射相關(guān)蛋白 (UVRAG)，為誘導(dǎo)自噬所必須。LC3/Atg8 被 Atg4 蛋白酶在羧基端剪切后產(chǎn)生胞質(zhì) LC3-I。LC3-I 也是通過一個需要 Atg7 和 Atg3（分別對應(yīng) E1 和 E2 樣酶）參與的泛素樣反應(yīng)，使磷脂酰乙醇胺 (PE) 偶聯(lián)。脂質(zhì)化形式的 LC3，也稱作 LC3-II，可以附著到自噬體的膜上。自噬與凋亡可以正向也可以負向連接，兩種過程之間存在大量的交互作用。營養(yǎng)缺乏時，自噬功能可看作促生存的機制；然而，過度自噬可導(dǎo)致細胞死亡，并與凋亡的形態(tài)不同。另外，Bcl-2 抑制 Beclin-1依賴性自噬，因此同時具備促生存和抗自噬調(diào)節(jié)分子的功能。

線粒體自噬是一種選擇性自噬過程，可特異性地從細胞移除受損或不需要的線粒體部分。PINK 蛋白在健康狀態(tài)下通過 PARL 的作用持續(xù)降解，而在線粒體損傷時, PINK 穩(wěn)定并招募 E3 連接酶 Parkin ，以啟動自噬。線粒體膜蛋白通過 Parkin 的多聚泛素化作用導(dǎo)致自噬連接蛋白 SQSTM1/p62、NBR1 和 Ambra1 聚集，并通過 LC3相互作用區(qū)域 (LC3 interacting region，LIR) 結(jié)合到 LC3上。另外，BNIP3 和 BNIP3L/NIX 也含有 LIRs，可通過非泛素化機制直接聚集自噬機制因素，從而在某些細胞類型中誘導(dǎo)自噬體的形成。

在自噬信號通路中，LC3蛋白對于自噬是非常關(guān)鍵的。3個人類LC3異構(gòu)體 (LC3A、LC3B 和 LC3C) 在自噬過程中均發(fā)生翻譯后修飾加工過程。LC3在羧基端被剪切后合成了細胞內(nèi)LC3-I 形式。LC3-I被脂質(zhì)化后轉(zhuǎn)化成LC3-II，并附著到自噬體膜上。自噬體中LC3的存在以及其轉(zhuǎn)化為更輕的LC3-II, 被看作是自噬的指示物。因此，LC3的各異構(gòu)體是自噬研究的熱門靶點。研究人員常常檢測LC3A/B靶點（相比于僅檢測LC3B，同時檢測A/B能更全面的反應(yīng)細胞的自噬狀態(tài)），CST抗體的表現(xiàn)也非常突出。

品牌	貨號	產(chǎn)品名稱	抗體來源	引用文獻*數(shù)	引用文獻*世界排名
CST	4108	LC3A/B Antibody	兔多抗	142次	1
CST	12741	LC3A/B (D3U4C) XP^? Rabbit mAb	兔單抗	51次	2

另外，SQSTM1/p62形成的蛋白聚集物能夠被自噬體降解。CST針對該靶點的抗體，引用文獻*也是領(lǐng)先的。當(dāng)然，為了給研究人員提供更多選擇，CST繼續(xù)在該靶點推出??多個優(yōu)質(zhì)抗體。

品牌	貨號	產(chǎn)品名稱	抗體來源	引用文獻*數(shù)	引用文獻*世界排名
CST	5114	SQSTM1/p62 Antibody	兔多抗	172次	1
CST	8025	SQSTM1/p62 (D5E2) Rabbit mAb	兔單抗	42次	10

除以上靶點外，Beclin-1、ULK1、p-ULK1 (Ser757)、Atg的多個成員分子等都是研究熱點，欲了解更多自噬相關(guān)蛋白，請點擊互動式通路圖的鏈接??，查詢更多信號蛋白的研究背景和相關(guān)產(chǎn)品。

為了方便研究人員研究復(fù)雜的信號通路，CST提供20ul的Microsize 抗體，總蛋白和磷酸化蛋白配對的抗體對（??Antibody duet），以及針對某一信號通路關(guān)鍵蛋白或某一蛋白多種壓型或修飾的小包裝抗體試劑盒（??Antibody sampler kit），性價比高，組合科學(xué)，降低了研究門檻，幫助研究人員篩選更多未知，大家可以去網(wǎng)站??www.搜搜看哦！