细胞凋亡的结构生物学研究进展
细胞生物学研究的新进展
细胞生物学研究的新进展近年来，细胞生物学作为生命科学中重要的研究领域，一直在不断取得新的进展。
通过对细胞的结构和功能进行深入研究，我们揭示了生命的奥秘，并取得了一系列令人瞩目的成果。
本文将介绍细胞生物学研究的新进展，包括细胞结构的探索、信号传导的研究、细胞凋亡的机制和细胞再生的研究等。
一、细胞结构的探索细胞是生命的基本单位，对细胞结构进行深入的研究，可以帮助我们了解细胞的生理和病理过程。
新的高分辨率显微镜技术的引入，使研究者能够更清晰地观察细胞内部的结构。
例如，蛋白质标记技术和荧光显微镜的应用，使得细胞器的形态和运动可以被直观地观察到。
此外，电子显微镜的发展也为细胞结构的研究提供了强有力的工具。
通过这些先进的技术手段，科学家们在细胞核、线粒体、内质网等结构的研究中取得了突破性的进展。
二、信号传导的研究细胞内外的信号传导对于维持细胞的正常功能非常重要。
研究人员通过对细胞内信号通路的深入研究，揭示了一系列新的信号分子和信号通路。
例如，磷酸化修饰被认为是一种重要的信号传导机制，通过磷酸化修饰特定的蛋白质，细胞可以激活或抑制特定的生物学过程。
研究者们发现了大量的磷酸化修饰酶和底物蛋白质，为信号传导的研究提供了新的线索。
三、细胞凋亡的机制细胞凋亡是维持生命平衡的一种重要机制，它在发育和生理过程中起着关键的作用。
最近的研究发现，细胞凋亡的机制非常复杂，涉及到一系列的调控分子。
例如，研究人员发现了多个凋亡信号通路，包括线粒体介导的凋亡通路和死亡受体介导的凋亡通路等。
此外，一些调控因子和激活蛋白也被鉴定出来，为进一步研究细胞凋亡提供了新的方向。
四、细胞再生的研究细胞再生是细胞生物学中一个备受关注的研究领域。
近年来，研究人员在细胞再生方面取得了一系列重要的发现。
例如，科学家们发现一些多能干细胞具有重塑组织和器官的潜力，这为组织工程和再生医学提供了新的途径。
此外，细胞外基质和干细胞微环境的研究也取得了突破性进展，为细胞再生的研究提供了重要的支持。
细胞凋亡的研究进展
细胞凋亡的研究进展细胞凋亡是细胞死亡的主要形式之一，其研究对于癌症等疾病的治疗有着重要意义。
近年来，随着生命科学的发展，细胞凋亡的研究也取得了重要进展。
一、细胞凋亡的介绍细胞凋亡是一种自我毁灭性的程序性死亡现象，是细胞在生理和病理过程中重要的调控方式。
细胞凋亡的发生通过一系列信号转导途径完成，在这个过程中，由各种促进或抑制细胞凋亡的基因在细胞内进行复杂的协调沟通，从而使得细胞执行命运生成出“凋亡体”。
二、细胞凋亡的信号转导在细胞凋亡过程中，最关键的信号传导系统是凋亡受体（TNF、FAS等）系统和线粒体（mitochondrial）系统。
在凋亡受体系统中，细胞表面的死亡受体与其配体（TNF、FASL等）结合后，激活Caspase酶级联反应，最终导致细胞凋亡；而线粒体系统与Bcl-2蛋白家族密切相关，当线粒体膜破裂后释放出Cytochrome C等蛋白质，激活Caspase-9酶级联反应，从而催化Caspase酶级联反应，在约20分钟后，可导致凋亡形态的细胞死亡。
三、细胞凋亡与肿瘤治疗细胞凋亡与肿瘤治疗密切相关。
不少肿瘤细胞具有抗凋亡能力，其特点是Caspase酶级联反应缺失或被抑制。
因此，研究细胞凋亡信号传导途径，理解抗凋亡机制，探讨凋亡途径的药物靶点，是治疗肿瘤的重要手段之一。
针对癌症的治疗，有一类治疗策略就是“死亡受体仲裁的肿瘤细胞特异性杀死（Tumor-specific killing via death receptor-mediated apoptosis）”。
这种策略是基于控制凋亡途径的免疫检查点，以诱导肿瘤细胞自我毁灭。
目前已有多个TNF家族成员和FAS成员免疫调节剂在临床试验中被应用，如抗PD-1、PD-L1、CTLA-4等免疫检查点抑制剂，均是针对细胞凋亡进行调控的治疗手段。
四、细胞凋亡的研究热点随着科技的发展，细胞凋亡的研究不断深入。
目前细胞凋亡领域的研究主要集中在以下三个热点领域：1、细胞自噬（Autophagy）与细胞凋亡：自噬是一种可调控的细胞质垃圾清除过程，与细胞凋亡密切相关。
《细胞生物学研究进展》 讲义
《细胞生物学研究进展》讲义一、细胞生物学的发展历程细胞生物学是一门研究细胞结构、功能和生命活动规律的科学。
它的发展可以追溯到 17 世纪，当时显微镜的发明使人们首次能够观察到细胞的存在。
在 19 世纪，细胞学说的提出为细胞生物学的发展奠定了基础。
细胞学说指出，细胞是生物体结构和功能的基本单位，所有的生物都是由细胞组成的，细胞通过分裂产生新的细胞。
20 世纪以来，随着电子显微镜技术、细胞化学技术、分子生物学技术等的不断发展，细胞生物学的研究进入了一个崭新的阶段。
人们对细胞的结构和功能有了更深入的了解，从细胞的超微结构到分子水平的研究不断取得突破。
二、细胞的结构与功能（一）细胞膜细胞膜是细胞的边界，它由脂质双分子层、蛋白质和糖类组成。
细胞膜具有选择透过性，能够控制物质进出细胞，同时还参与细胞的信号转导、细胞识别等重要生理过程。
（二）细胞质细胞质中包含多种细胞器，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等。
线粒体是细胞的“动力工厂”，通过有氧呼吸为细胞提供能量；叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所；内质网和高尔基体参与蛋白质的合成、加工和运输；溶酶体则负责分解细胞内的“垃圾”。
（三）细胞核细胞核是细胞的控制中心，其中包含着遗传物质 DNA。
DNA 以染色体的形式存在，通过转录和翻译过程控制细胞的生长、发育和遗传信息的传递。
三、细胞的生命活动（一）细胞分裂细胞分裂是细胞生长和繁殖的重要方式，包括有丝分裂和减数分裂。
有丝分裂保证了细胞的遗传物质在子细胞中的平均分配，维持了细胞的稳定性；减数分裂则产生了生殖细胞，为有性生殖提供了基础。
（二）细胞分化细胞分化是指同一来源的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
细胞分化是多细胞生物体发育的基础，使细胞能够形成不同的组织和器官。
（三）细胞凋亡细胞凋亡是一种由基因控制的细胞程序性死亡过程，对于维持细胞数量的平衡、清除受损或多余的细胞具有重要意义。
四、分子水平的细胞生物学研究（一）基因表达调控基因表达调控是指细胞通过一系列机制控制基因的转录和翻译，从而调节细胞的生命活动。
细胞凋亡机制的研究现状与展望
细胞凋亡机制的研究现状与展望细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式，是多种生理和病理过程中必不可少的生物学现象。
它在胚胎发育、免疫系统的维度和疾病的形成和发展过程中起到了至关重要的作用。
然而，细胞凋亡机制还存在很多未知的领域，需要我们进一步探究和研究。
1、细胞凋亡的概念细胞凋亡是由一系列精确的生物化学反应而产生的一种具有特定的形态学和生理学特征的自杀性细胞死亡方式。
在这个过程中，细胞通过一系列复杂的信号通路将自身限制或彻底消灭。
在正常情况下，细胞凋亡可以用于去除掉发育过程中不适应或有缺陷的细胞，以保证机体内部稳定和正常的发育进程。
而在病理情况下则出现了不适当的细胞死亡，甚至导致了一些癌症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病等的形成和发展。
2、细胞凋亡的发现和研究历程细胞凋亡作为一种自身调控机制，在上世纪80年代被天然杀死因子（TNF）诱导的Hela细胞中第一次发现。
在随后十年左右的时间里，研究人员在人体细胞系和动物模型中不断深入细胞凋亡的调控机制和分子水平，在基因、蛋白质以及细胞信号通路等多种层面上进行详细的研究。
这些研究取得了重大的进展，启发了许多关于细胞凋亡的新理念和模型，也促进了细胞凋亡领域的广泛发展。
3、细胞凋亡机制的研究进展随着研究的不断深入，越来越多的细胞凋亡分子机制被揭示出来。
例如，凋亡原促进蛋白（APO-1）的发现，启示了新的凋亡信号通路——APO-1/FAS通路； Caspase蛋白家族——即半胱氨酸特异性蛋白酶，在凋亡信号通路中扮演重要的角色； Bcl-2家族是先前较早发现和广泛研究的一类抑制性凋亡蛋白，能抑制大多数凋亡信号通路，而Bax则是相对应的一个PAS（细胞死亡）家族成员，能促进半胱氨酸蛋白酶的活化等等。
同时，细胞凋亡特有的形态学特征，如细胞体积缩小、核浓缩等也成为了凋亡标志性结构。
4、细胞凋亡机制的展望虽然我们目前对于细胞凋亡的了解已经非常丰富，但还有很多未解决的问题需要我们进一步探究。
线粒体调控细胞凋亡的研究进展
结论
总的来说，线粒体与细胞凋亡调控之间的关系是一个复杂而有趣的领域。研 究表明，线粒体在细胞凋亡调控中起着关键作用，但具体机制还需要进一步的研 究和探讨。随着对线粒体与细胞凋亡调控关系的深入了解，我们有望发现新的治 疗策略和方法，以应对某些因细胞凋亡异常而引起的疾病。
感谢观看
总结来说，线粒体是调控细胞凋亡的关键器官之一。对于它的深入研究和理 解将有助于我们在未来更好地控制和治疗各种疾病，包括癌症、神经退行性疾病 以及许多其他涉及细胞凋亡的疾病。
参考内容
引言
线粒体和细胞凋亡是细胞生物学中的重要概念。线粒体是细胞中的能量工厂， 负责合成和供应ATP，而细胞凋亡是一种由基因控制的细胞程序性死亡过程。在 过去的几十年中，研究表明线粒体与细胞凋亡之间存在密切的调控关系。本次演 示将探讨线粒体与细胞凋亡调控之间的，以及目前的研究现状和未来的研究方向。
四、未来展望
尽管我们对线粒体调控细胞凋亡有了深入的理解，但仍有许多问题需要进一 步研究。例如，我们对于许多Bcl-2蛋白家族成员的功能和相互作用机制仍不清 楚。此外，尽管我们已经知道MPT在细胞凋亡中的重要性，但对于如何调节MPT以 及它与其他凋亡信号传导通路的相互作用仍需进一步探索。这些问题的解决将有 助于我们更好地理解线粒体在细胞生物学中的作用，并为开发新的治疗方法提供 线索。
二、线粒体调控细胞凋亡的机制
线粒体调控细胞凋亡的主要机制包括Bcl-2蛋白家族的调控和线粒体通透性 转换（MPT）。Bcl-2蛋白家族是一组在线粒体外膜上表达的蛋白质，它们通过调 节膜通透性来控制细胞凋亡。其中，Bcl-2可以抑制细胞凋亡，而Bax、Bak和Bid 等促凋亡蛋白则可以促进细胞凋亡。当这些促凋亡蛋白被激活时，线粒体的膜通 透性会发生变化，导致Cytochrome c等凋亡相关分子释放到细胞质中。
细胞凋亡相关蛋白研究进展(1)
细胞凋亡相关蛋白研究进展(1)细胞凋亡相关蛋白研究进展细胞凋亡（apoptosis）是指细胞在遭受损伤或发生异常时主动死亡的一种程序性死亡方式。
细胞凋亡不仅有重要的生物学意义，同时也与多种疾病的发生和发展密切相关。
在细胞凋亡的过程中，许多蛋白因子发挥着关键作用，本文将着重介绍细胞凋亡相关蛋白的研究进展。
1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是最早被发现的与细胞凋亡相关的蛋白家族，其中既有促进细胞存活的蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL等），也有促进细胞凋亡的蛋白（如Bax、Bak等）。
目前，许多研究表明Bcl-2家族蛋白对人体各种疾病的发生和发展都具有重要影响，并且在癌症治疗方面有着很好的应用前景。
2. caspase家族蛋白caspase家族蛋白是细胞凋亡过程中最重要的蛋白分子。
这一家族的蛋白能够在细胞凋亡的关键时间点上，参与并引导细胞自我消除的过程。
针对caspase家族蛋白的研究，已经为众多疾病的治疗提供了新的方向与策略。
3. p53蛋白p53蛋白是一种重要的转录因子，在细胞凋亡的过程中广泛发挥着抑制肿瘤、促进细胞凋亡等多种作用。
许多研究表明，针对p53蛋白的疾病治疗策略具有广泛应用前景，而且近年来关于p53蛋白的研究也逐渐深入。
4. 凋亡诱导因子（AIF）AIF是一种蛋白质，主要功能是进一步促进细胞凋亡，并能够在细胞发生凋亡时候，通过与线粒体之间的分离作用，从而释放出线粒体内的氧化氢酶等分子物质。
当前许多研究表明，针对AIF的药物开发治疗策略，将对研究许多疾病和疾病治疗的提供有力的支持。
综上所述，细胞凋亡相关蛋白的研究有着重要的科学意义和实用价值。
在未来的研究中，发掘新的有效的抑制机制，并利用已有的针对蛋白的治疗策略得到进一步优化和应用，将极大地推动相关领域的研究进展和新药研发。
细胞凋亡研究进展
细胞凋亡研究进展一、本文概述细胞凋亡，亦被称为程序性细胞死亡，是一种在生物体内广泛存在的，高度有序的细胞自我消亡过程。
这一过程在个体发育、组织稳态维持以及对抗病原体等方面扮演着关键的角色。
然而，凋亡过程的失控或异常，也往往与一系列疾病的发生发展密切相关，如癌症、神经退行性疾病以及自身免疫疾病等。
因此，对细胞凋亡的深入研究不仅有助于我们理解生命的本质，还可能为疾病的治疗提供新的思路和方法。
本文旨在全面综述近年来细胞凋亡领域的研究进展，包括凋亡的分子机制、调控网络、以及凋亡在疾病发生和治疗中的应用等方面。
我们将首先回顾细胞凋亡的基本概念和主要特征，然后重点介绍近年来在凋亡分子机制方面的新发现，包括凋亡信号通路的精细调控、关键凋亡蛋白的新功能等。
我们还将对凋亡在癌症治疗、神经保护等领域的应用进行详细的探讨，以期为读者提供一个全面、深入的细胞凋亡研究现状概览。
二、细胞凋亡的基本过程与机制细胞凋亡，又称为程序性细胞死亡，是一种由基因控制的细胞主动死亡过程。
它与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用。
细胞凋亡是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定，由基因控制的细胞主动死亡过程。
细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段：启动阶段：细胞凋亡的启动可以由多种因素触发，包括内源性因素（如DNA损伤、生长因子剥夺等）和外源性因素（如化疗药物、射线等）。
这些因素通过不同的信号转导途径，最终激活凋亡的执行者。
执行阶段：凋亡的执行阶段主要涉及到半胱氨酸蛋白酶（Caspase）家族的激活。
Caspase家族成员在凋亡过程中起着关键作用，它们能够切割多种细胞内蛋白，导致细胞结构和功能的破坏，最终引发细胞凋亡。
降解阶段：细胞凋亡的最后阶段，细胞内的蛋白和细胞器被Caspase 和其他蛋白酶降解，细胞逐渐失去其特有的形态和功能，最终形成凋亡小体。
这些凋亡小体随后被其他细胞吞噬，从而避免引发炎症反应。
细胞凋亡研究进展
凋亡细胞最后通过溶酶体途径被消化。吞噬体成熟后和溶酶体相互作用通过分 裂和融合形成吞噬溶酶体,在其内凋亡细胞被水解酶所完全消化。
细胞凋亡过程
细胞凋亡与细胞坏死的比较
Chapter 03 细胞凋亡途径
细胞凋亡途径
细胞膜上的死亡受体途径
内质网的凋亡信号途径
线粒体的凋亡信号 失巢凋亡 副凋亡
细胞凋亡途径
通常在检测细胞凋亡试验中, 除检测凋亡促进基因的表达 外,还会同时检测抑制凋亡 基因的表达情况来反映细胞 凋亡,如核因子-κB(NF-κB), 环氧合酶(COX)和BCL-2家 族成员等基因。
细胞凋亡检测方法
细胞凋亡的流式细胞术检测
细胞周期的测定 鉴于细胞凋亡后发生DNA断裂, 根据此特征应用 DNA 结合染料 , 如碘化丙啶(Propidium iod i d e , P I ) 、 吖 啶 橙 (Ac ri dineorange,AO), 或 Hoechst dyes等进行细胞周期的检 测 , 判定细胞凋亡的程度和比率。 由于DNA小片段溢出的程度受反 应时间、温度等影响 , 需要通过 调整凋亡细胞的 DNA 含量 , 减少 凋亡细胞与非凋亡细胞的重叠峰, 进而增加试验结果的可靠性。
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文章编号 ：1004-0374(2010)03-0224-05细胞凋亡的结构生物学研究进展施一公（清华大学生命科学学院，北京 100084）摘 要：在多细胞生物体内，细胞会发生编程性死亡(即细胞凋亡)，使得细胞数量得到精确调控。
细胞凋亡调控的异常与癌症、自身免疫病、神经退行性疾病等疾病密切相关。
在过去的二十年里，人们详细地研究了参与细胞凋亡调控的分子机制。
该文综述了近年来利用结构生物学手段，对参与细胞凋亡调控的分子，主要是Ca spa se和与Ca spa se活性调控直接相关的蛋白功能的研究进展。
关键词：细胞凋亡；机制；结构生物学；Cas pas e中图分类号：Q255; Q617 文献标识码：AMechanisms of programmed cell death through structural biologySHI Yi-gong(College of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Ab stra c t: C e lls und e rg o p ro g ra m m e d c e ll d e a th (a p o p o sis) in a ll m ultic e llula r o rg a nism s. Alte rna tio ns in a p o p to tic p a thw a ys ha ve b e e n im p lic a te d in m a ny typ e s of d ise a se s in hum a n, inc lud ing c a nc e rs, a utoim m une d ise a se s,a nd ne urod e g e ne ra tive d isord e rs. I n the p a st tw o d e c a d e s, the m ole c ula r m e c ha nism s of a p op tosis ha veb e e ne xte nsive ly stud ie d. I n this p a p e r, a utho r re vie w s the p ro g re ss in the stud ie s of m ole c ula r func tions of p rote insinvolve d in a p op tosis re g ula tions, m a inly C a sp a se s a nd C a sp a se-re g ula ting p rote ins, using struc tura l b iolog ya pproa c he s.K e y word s: apoptosis; mechanism; structural biology; Caspase1 细胞凋亡调控机制研究背景在动物体内，细胞数量需要被精确控制。
如果细胞增殖过度，则造成癌症；如果细胞凋亡过度，则可引起神经退行性疾病诸如阿尔茨海默氏症。
细胞凋亡的有关知识，了解得最清楚的就是在秀丽隐杆线虫(C a e norha b d itis e le g a ns，C. e le g a ns)中。
人们可以精确描述线虫中1 090个细胞的发育命运和其中的凋亡事件，其中有131个细胞在特定的位置和时间发生编程性死亡，留下成体线虫共959个细胞。
在20世纪80~90年代，麻省理工的Ho rvitz研究组进行的遗传学研究表明，有4个基因共同严格控制了线虫中的细胞编程性死亡，它们是e g l-1、c e d-9、c e d-4和c e d-3[1]。
c e d-3编码一个半胱氨酸蛋白酶C E D-3，特异性针对天冬氨酸残基，称为C a spa se。
与所有的C a spa se一样，CE D-3的这种活性必须受到调控，它被CE D-4激活，发生自身切割。
C E D-4的功能又被C E D-9所抑制，而C E D-9又被E GL-1抑制，这样就形成了一个精确的调控系统。
在哺乳动物细胞中，凋亡的机制更为复杂。
有两种被详细研究了的细胞凋亡途径：一条是外源性的途径，由胞外“死亡配体”(de a th l i g a nd)触发“死亡受体”(de a th re c e ptor)，进而通过级联反应激活C a sp a se-8——外源性途径的起始C a sp a se；另一方面，许多细胞凋亡由细胞内部事件，如DNA 损伤等压力而触发(内源性途径)，激活C a sp a se-9。
在它们被激活后，Ca spa se-8、-9将激活下游效应C a sp a se，如C a sp a se-3、-7等。
下游的这些C a sp a se 被激活，进而最终杀死细胞。
本文主要集中讨论另外一条途径——内源性途225第3期施一公：细胞凋亡的结构生物学研究进展径的机制，这其中的大部分机制研究都是由德州西南医学中心王晓东完成的。
内源性途径指由于DNA 损伤等事件触发，细胞内部的凋亡信号传递到线粒体，这时，通过存在于线粒体外膜上的B CL 家族蛋白，将细胞色素C释放出来。
一旦被释放到胞质中，细胞色素C就与一个大的蛋白Apa f-1相互作用，使后者发生构象变化，成为激活的形式，再与辅因子AT P(或dAT P)结合，形成凋亡复合体(Ap op tosom e )。
这是一个七聚体，Ac e ha n 等[2]通过电镜的方法报道了它的整体结构。
凋亡复合体的主要功能是招募C a sp a se -9的前体Pro -C a sp a se -9，激活其切割自身的一段序列。
值得注意的是，被切下的蛋白片段仍然与Ca spa se -9的其他部分相互结合，这些组分一同构成了凋亡全酶(H oloe nzyme )。
相比之下，单独的C a spa se -9的催化活性还不到全酶的1%。
全酶的结构也用冷冻电镜的方法进行了解析[2]。
凋亡全酶随后招募并切割C a sp a se -3和C a sp a se -7，而这两者随后切割细胞中已知超过100种的底物，并导致细胞凋亡。
在哺乳动物细胞中都存在着调控这一过程的一些因子，称为凋亡抑制蛋白(inhib itors of a p op tosis pr otei ns, I APs)。
I APs 能够结合起始Ca spa se (C a sp a se -9)和效应型C a spa se (C a sp a se -3、-7)，并由此阻止其酶活性的发挥。
人类基因组中存在至少8个I APs，包括X I AP、c I AP-1、c I AP-2、Survivin 等。
在癌症中这些基因的功能都受到影响，因此，这些蛋白可能作为抗癌药物的靶点。
I APs 都含有Ba c ulo virus I AP Re p e a t(BI R)结构域，每个I AP 通常含有1~3个BI R 结构域，这些BI R 结构域的功能不尽相同。
例如，XI AP 中的BI R3结构域(BI R3)抑制C a sp a se -9，而其BI R2结构域则抑制C a sp a se -3。
当然，实际上，I AP 的功能更为复杂，不仅限于此处描述的功能。
当细胞接到凋亡的信号指令时，凋亡全酶一开始并不会对细胞造成影响，而必须将I APs的抑制作用解除，这是通过另一种蛋白——Sm a c (又名Dia b lo )完成的。
Sma c平时也存在于线粒体中，在细胞凋亡信号的触发下，线粒体释放出Sma c ，以促进完成凋亡过程。
这样，凋亡过程的调控存在两条途径：线粒体释放出的细胞色素C ，参与激活C a sp a se 通路，促进凋亡全酶的组装；而同时线粒体也释放出Sma c ，解除I APs 对C a sp a se的抑制，使细胞走向死亡。
对比一些模式生物(线虫、果蝇和哺乳动物)中的凋亡途径(图1)，发现其整体的调控模式较为保守。
图中将功能相似的分子以同样的颜色显示。
如：哺乳动物Ap a f-1与线虫C E D-4是功能上的同源物，而C a sp a se -9则与C E D-3功能上地位相似。
以图1 线虫、果蝇和哺乳动物中的凋亡调控途径226生命科学第22卷上提到的这些调控分子作用模式，包括其分子结构，在过去的十年左右时间内，都被较为详细的研究了。
2 哺乳动物细胞凋亡的结构生物学研究结构生物学能在原子水平的分辨率上研究蛋白质的结构和相互作用的方式，对于定量的、精确的研究生命过程中蛋白质发挥功能的方式有独特的优势。
在细胞凋亡机制的研究中，结构生物学也被广泛的应用，并取得了许多重要的进展。
第一个例子是Sm a c蛋白是如何找到I APs并抑制其功能的。
Sma c蛋白由295个氨基酸组成，其中N末端55个氨基酸编码一段线粒体定位序列(mitoc hondria-ta rg e ting se que nc e，MT S)，帮助Sm a c定位到线粒体上。
成熟的Sm a c蛋白则不包含这一段序列。
2000年，施一公实验室解析了Sma c 与XI AP的BI R3结构域的复合物晶体结构[3]。
结构显示，成熟Sm a c的N末端四个氨基酸(NH2-Ala-Va l-Pro-I le)，结合在XI AP的BI R3结构域上非常保守的一个表面凹槽。
考虑到Sma c对于X I AP功能的抑制，则这种结合方式一定发挥了抑制作用。
经过比较发现，Ca spa se-9也拥有一个类似的四个氨基酸组成的序列(NH2-Ala-T hr-Pro-Phe)，结合于BI R3结构域上的这个凹槽，结合方式也类似。
X I AP通过BI R3结构域结合C a sp a se-9以抑制其活性，而Sm a c 则竞争性占据了这个位点，使C a spa se-9进一步活化C a sp a se-3、-7等。
这种模式的发现为以XI AP为靶点的药物设计提供了很重要的提示，在过去十年中，有许多文献都报道了基于四肽类似物小分子的药物设计策略，作为促凋亡的一种抗癌药物，其中一些已进入1、2期临床试验。
第二个例子是I APs是如何结合并抑制C a sp a se-9的活性的。
目前，C a spa se家族蛋白的结构大部分已经被解析。
C a spa se家族蛋白的整体结构都比较相似，且均为同源二聚体的形式，每个单体由两个亚基p20和p10组成(图2)。
仔细比较不同的C a sp a se (Ca spa se-1、-3、-7、-8、-9等)，其活性口袋周围的拓扑结构(由L1、L2、L3和L4四个卷曲组成)都非常的相似，而且该结构的维持需要另外一个分子的残基(即另一个分子的L2'区域 )参与。