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caspase家族蛋白酶功能

caspase家族蛋白酶功能

  细胞凋亡无疑是近年来研究的热点领域,有关细胞凋亡的研究已十年仍高热不退!可见,尤其近年来,在凋亡领域有一系列最新的进展,值得关注。细胞凋亡包括:caspase依赖和不依赖的信号通路两种。

  按照结构同源性的大小,可以将caspase蛋白酶分为三个组,分别以caspase-1、caspase-2和caspase-3为代表。其中最重要的是caspase-1、caspase-3 和caspase-8。下面单独介绍caspase-1、caspase-3 和caspase-8在细胞凋亡中的作用

  Caspase-1是半胱氨酸蛋白中的一种酶,参与细胞凋亡的调控。它主要用于各种良、恶性肿瘤的研究。分子量约为45kDa中文名称:天冬氨酸-胱氨酸特异性蛋白酶家族(抗体)实验室用售价一般为 0.2ml/360元 1ml/1280元caspase-1在细胞(ICE)凋亡中的作用:ICE即IL-1  转化酶(IL-1 converting enzyme),是单核细胞合成的一种蛋白酶,可以将34kD的IL-1  前体(pro-IL-1 )剪切为17kD的成熟IL-1,这种剪切对于IL-1活性的发挥是必须的。不表达ICE的细胞系转化IL-1 基因后可以产生pro-IL-1 ,但不能分泌有活性的成熟IL-1 ;ICE特异性抑制剂可以阻断金黄色葡萄球菌刺激引起的IL-1  的分泌。ICE属于半胱氨酸蛋白酶,活性中心有高活性的巯基,对氧化剂很敏感,但对丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶或天冬氨酸蛋白酶的抑制剂不敏感。

  Yuan等于1993年将CED-3基因克隆出来,发现它所编码的蛋白质的与人ICE很相似,在一级结构上有28%的同源性。CED-3包含503个氨基酸残基,有100aa富含丝氨酸,与ICE的同源性主要表现在非富含丝氨酸的区域,尤其是羧基端的115aa,与ICE同源性高达43%,其中也包含活性中心QACRG(361~365)。CED-3可能象ICE一样,也是一种半胱氨酸蛋白酶,通过剪切底物蛋白来参与细胞凋亡。ICE是人体中CED-3的同源物,可以发挥与CED-3相似的作用,参与人体细胞的凋亡过程。用ATP或过量内素毒素刺激单核细胞,可以通过活化ICE增加IL-1的分泌,这些刺激同时也可以促进细胞凋亡。将ICE cDNA转染入大鼠成纤维细胞系中过量表达ICE可以引起细胞凋亡,这种凋亡可以被牛痘病毒蛋白CrmA或细胞凋亡拮抗蛋白BCL-2所抑制;如果在转染前将ICE基因中编码酶切活性中心的氨基酸残基(Cys285、Gly287)突变,则不能诱导细胞发生凋亡;将CrmA导入鸡背根神经节细胞可以阻断撤除神经生长因子而引起的神经元细胞的凋亡过程。

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  但是有些研究与上述结果不相吻合:稳定高表达IL-1

  的细胞系并不自动发生凋亡;ICE基因剔除的小鼠虽然不能分泌成熟IL-

  ,但其发育并不受影响,也不发生自身免疫性疾病,这些小鼠的胸腺细胞和巨噬细胞在受到特定信号刺激后仍能发生凋亡;在具有ICE活性的细胞中用YVAD抑制ICE活性后,细胞凋亡过程也不受影响;凋亡的鸡细胞DU249的细胞提取液不具有剪切pro-IL-1

  的能力,但凋亡的DU249细胞提取液的另一种成分prICE(proteolytic resembling ICE)则可以将不能作为ICE底物的PARP剪切成典型的凋亡片段。这些结果说明ICE本身可能不是人体细胞凋亡的真正效应剂,至少不是最主要的因素,在人体中可能有其它更重要的ICE样的蛋白酶参与细胞凋亡过程。

  caspase-3中文名称半胱胺酸蛋白酶蛋白-3(抗体)。 Caspase-3广泛分布于各种不同类型的细胞中,是Caspase家族中最重要的凋亡执行者之一,激活的Caspase-3能使许多与细胞结构、细胞周期及DNA修复等相关蛋白或激酶失活,从而使细胞凋亡.

  此蛋白是IL-1β转化酶家族成员之一,表达与多种正常组织中,包括淋巴结、骨髓、上皮等:在某些恶性肿瘤组织中也有表达,CPP32可以介导细胞凋亡,许多凋亡因子如Ice、Fas、和Tnf可以使之活化,活化后分为P17和P10两个片段。它引起凋亡的过程可被Bcl-2阻断。

  分子量为 :32kda 。

  该蛋白的别名: Casp-3、 SCA-1、 Apopain、 Yama Protein

  caspase-3引起细胞凋亡的机制:caspase-3最主要的底物是多聚(ADP-核糖)聚合酶PARP(poly(ADP-ribose) polymerase),该酶与DNA修复、基因完整性监护有关。在细胞凋亡启动时,116kD的PARP在Asp216-Gly217之间被caspase-3剪切成31kD和85kD两个片段,使PARP中与DNA结合的两个锌指结构与羧基端的催化区域分离,不能发挥正常功能。结果使受PARP负调控影响的Ca2+/Mg2+依赖性核酸内切酶的活性增高,裂解核小体间的DNA,引起细胞凋亡。这种裂解过程可被caspase-3的特异性抑制剂Ac-DEVD-CHO所抑制,但不能被CrmA抑制。caspase 3还可以剪切U1-70K、DNA-PK、PKC  和PKC  。PKC  和PKC  都属于新型PKC(novel PKC, nPKC),当被caspase 3剪切后,可以切除调节区域,而成为活性形式的PKC,另外实验还证明,过量表达PKC  和PKC  均可以引起细胞凋亡,说明它们都参与了细胞凋亡的诱导。

  caspase-8中文名称为半胱氨酸蛋白酶8抗体半胱氨酸蛋白酶-8,在凋亡执行阶段起中心作用.属于胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶家族在凋亡执行阶段起中心作用

  分子量:55kDa

  caspase-8参与细胞凋亡的机制:由于caspase-8具有FADD样DED结构域,并且能够通过DED结构域与FADD结合,所以caspase-8可以在凋亡过程中间接与细胞膜受体发生联系,从而将细胞膜事件转化为细胞浆事件。他们认为,在非活化情况下caspase-8的两个FADD样DED结构是互相结合在一起的。当细胞膜表面的Fas与其配体FasL或相应的单抗结合后,受体发生多聚化,引起FADD与受体胞浆区死亡结构域互相结合。这种结合使FADD的DED结构域发生变构,变构后的DED可以与胞浆中caspase-8的一个DED结构域结合,使caspase-8的两个DED结构域分开,同时使caspase-8的ICE同源区解放出来,恢复蛋白酶活性,通过自我催化生成活性形式的caspase-8蛋白酶,后者再作用于胞浆中其它ICE家族蛋白酶,使它们发生逐级活化。

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