Bcl-2相关X蛋白(BAX)是一种由BAX基因编码的蛋白质。BAX是BCL-2基因家族的一个成员。BCL2家族成员形成异源或同源二聚体,作为抗或促凋亡的调节器,参与各种细胞活动。该蛋白与BCL2形成异源二聚体,并作为凋亡激活剂发挥作用。BAX基因是Bcl-2蛋白家族中第一个被确认的促凋亡成员。Bcl-2家族成员共享四个特征同源域中的一个或多个,名为Bcl-2同源域(BH)(名为BH1、BH2、BH3和BH4),并且可以形成异源或同源二聚体。这些结构域由九个α-螺旋组成,其中一个疏水的α-螺旋核心被两性螺旋包围,一个跨膜的C端α-螺旋固定在线粒体外膜上。沿着α2的C端到α5的N端,以及α8的一些残基形成的疏水槽,在其活性形式下与其他BAX或BCL-2蛋白的BH3结构域结合。
定义:BAX(BCL-2-associated X protein)是一种与BCL-2同源的水溶性相关蛋白,是BCL-2基因家族中的细胞凋亡促进基因。
结构:BAX蛋白的分子量约为21kDa,其结构主要由BH1、BH2、BH3、BH4四个保守结构域组成。BAX主要以潜在单体的形式存在于细胞质中,但在细胞应激时,BAX与BH3-only蛋白结合后,会发生构象激活和转位,转化为可渗透线粒体的寡聚蛋白。
功能:BAX在细胞凋亡过程中发挥关键作用。当BAX被激活时,它会从细胞浆中转移到线粒体膜上,与线粒体膜上的一些pore proteins相互作用,增强线粒体的通透性。这种通透性的增强会导致细胞色素c的释放,进而激活caspase-9以及后续的其它caspase,最终引发细胞凋亡。此外,BAX还在线粒体膜上形成小孔时,会从线粒体膜中提取脂质,并在线粒体表面形成脂质-BAX簇,这一过程与细胞死亡密切相关。
分布:BAX的表达广泛,可出现在肝细胞、肾小管上皮细胞、呼吸系上皮细胞和支气管平滑肌、血管平滑肌细胞中。
BAX与BCL-2之间存在复杂的相互作用。BCL-2是一种抗凋亡蛋白,能够嵌入线粒体膜中,捕获和隔离BAX蛋白,从而防止细胞进入凋亡程序。然而,BAX的过度表达可拮抗BCL-2的保护效应,使细胞趋于死亡。研究发现,BAX/BCL-2两蛋白之间的比例关系是决定对细胞凋亡抑制作用强弱的关键因素。
当BAX形成同源二聚体时,会诱导细胞凋亡;而当BAX与BCL-2形成异源二聚体时,则实现了BCL-2抑制细胞凋亡的功能。