Caspases是⼀类半胱氨酸蛋⽩酶,在细胞凋亡信号传导的级联反应中协同作⽤。这种级联反应的结果是细胞内⼤量蛋⽩质的裂解,接着是细胞的解体、细胞的死亡,最后是细胞的吞噬作⽤和细胞碎⽚的清除。 Caspase级联由两条不同的途径激活:⼀条来⾃细胞表⾯,另⼀条来⾃线粒体,导致Caspase活化的途径因凋亡刺激的不同⽽不同。 启动Caspases(包括8、9、10和12)与前凋亡信号(pro-apototic signals)紧密相关。促凋亡刺激包括FasL(Fas配体)、TNF(肿瘤坏死因⼦)、Granzyme-B、GRB(⽣长因⼦受体结合蛋⽩)、DNA损伤、Ca 2+ (钙)通道和ER(内质⽹)应激。⼀旦被激活,这些Caspases将裂解并激活下游效应Caspases(包括3、6和7)。Caspase8裂解BID(BH3相互作⽤的死亡域)。tBID(Truncated BID)破坏线粒体外膜,导致促凋亡因⼦CytoC (Cytochrome-C)的释放,⽽后者对激活pro-Caspase9⾄关重要。从膜间隙释放的CytoC与APAF1(凋亡蛋⽩酶激活因⼦-1)结合,后者招募Caspase9,进⽽蛋⽩⽔解激活Caspase3。SMAC(第⼆个线粒体来源的Caspase激活剂)/DIABLO也在凋亡过程中与CytoC⼀起从线粒体中释放出来,通过抑制IAP(凋亡抑制剂)家族蛋⽩来促进Caspase的激活。内质⽹应激导致 Ca2+ 介导的Caspase12活化。
Fas和TNFR(TNF受体)激活Caspases8和10。由TNFR或Fas受体激活引起的细胞死亡是由蛋⽩FADD (Fas相关死亡域)的募集引起的。在TNFR1的情况下,FADD招募需要预先结合TRADD(tnfr相关的死亡域
蛋⽩)。FADD依次招募Pro-Caspase8。TNFR1受体还可以通过募集死亡诱导信号复合物介导Caspase2的激活。在这种情况下,RIP(受体相互作⽤蛋⽩)充当了RAIDD(与RIP相关的ICH-1/ ced -3具有死亡域的同源蛋⽩)募集的适配器,后者随后与Pro-Caspase2结合。TNFR还通过TRADD、TRAF2(TNF受体相关因⼦-2)和RICK(rip样相互作⽤的Clarp激酶)激活Caspase3、6,7。TNF不仅通过激活Caspase8和10诱导凋亡,还可以通过NF-KappaB(Nuclear Factor-KappaB)抑制凋亡信号,从⽽诱导Caspases3、7和9的抑制剂IAP的表达。
GRB(⽣长因⼦受体结合蛋⽩)、颗粒酶B和细胞毒性T细胞释放的穿孔蛋⽩可诱导靶细胞凋亡,形成跨膜孔,并可能通过Caspases的裂解⽽触发细胞凋亡,不过也有⼈提出了caspase与颗粒酶B介导的凋亡的caspase⽆关的机制。激活后,下游Caspases裂解细胞⾻架蛋⽩和核蛋⽩(结构、信号蛋⽩或激酶),如PARP (PolyADP-Ribose Polymerase)、DNA-PK(dna依赖蛋⽩激酶)、Rb(视⽹膜母细胞瘤肿瘤抑制蛋⽩)、PAK1(p21-Activated kinpressor Protein)、GDID4、Fodrin、Lamin-A、Lamin-B1、Lamin-B2,从⽽诱导细胞凋亡。Caspase3将ICAD(CAD的抑制剂)裂解为游离的
CAD(caspase激活的DNase)导致DNA⽚段化。Caspase的激活和细胞的解体是研究的重点,因为它们在许多神经退⾏性疾病如帕⾦森病和阿尔茨海默病、⾃⾝免疫性疾病和肿瘤形成中起着重要作⽤。
Caspase信号通路应该是很多同学都规避不了的⼀条重要通路,趁这个机会熟悉⼀下吧!
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