Цаспаса структура, типови и функције



Тхе цаспасес они су ефекторски протеини програмиране путање ћелијске смрти или апоптоза. Припадају породици високо конзервираних протеаза овисних о цистеину и аспартата, од којих долази њихово име.

Они користе остатак цистеина у свом активном месту као каталитички нуклеофил за цепање протеинских супстрата са остацима аспарагинске киселине у својим структурама и ова функција је кључна за извођење апоптотског програма.

Апоптоза је изузетно важан догађај у вишестаничним организмима, јер игра важну улогу у одржавању хомеостазе и интегритета ткива.

Улога каспаза у апоптози доприноси критичним процесима хомеостазе и поправке, као и одвајању структурних компоненти које доводе до уредног и систематског растављања ћелије која умире.

Ови ензими су први пут описани у Ц. елеганс, а затим су сродни гени пронађени код сисара, где су њихове функције утврђене различитим генетским и биохемијским приступима..

Индек

  • 1 Струцтуре
    • 1.1 Активација
  • 2 Типови
  • 3 Функције
    • 3.1 Апоптотичке функције
    • 3.2 Неапоптотске функције
    • 3.3 Функција имунитета
    • 3.4 У пролиферацији ћелија
    • 3.5 Остале функције
  • 4 Референце

Структура

Свака активна каспаза је изведена из обраде и само-асоцијације два про-каспазна прекурсора зимогена. Ови прекурсори су трипартитни молекули са "успаваном" каталитичком активношћу и молекулском тежином у распону од 32 до 55 кДа..

Три региона су позната као п20 (велики унутрашњи централни домен од 17-21 кДа и садрже активно место каталитичке подјединице), п10 (Ц-терминални домен 10-13 кДа, такође познат као мала каталитичка подјединица) и ДД домена (домен смрти, 3-24 кДа, лоциран на Н-терминалном крају).

У неким про-каспазама домени п20 и п10 раздвојени су малим редоследом размака. Про-домени смрти или ДД на Н-терминалном крају имају 80-100 остатака који сачињавају структуралне мотиве суперпородице укључене у трансдукцију апоптотичких сигнала..

ДД домен је подељен на две под-домене: домен ефекторске смрти (ДЕД) и домен регрутације каспасе (ЦАРД), који су формирани од 6-7 амфипатских антипаралелних спирала које интерагују са другим протеинима путем електростатских или хидрофобних интеракција.

Каспазе поседују многе конзервиране остатке који су одговорни за опште успостављање структуре и њену интеракцију са лигандима током слагања и обраде зимогена, као и са другим регулаторним протеинима..

Про-каспазе 8 и 10 имају два ДЕД домена распоређена у тандему унутар њиховог про-домена. Про-каспазе 1, 2, 4, 5, 9, 11 и 12 имају ЦАРД домен. Оба домена су одговорна за регрутовање иницијацијских каспаза у индукционе комплексе смрти или упале.

Активација

Свака про-каспаза се активира реаговањем на специфичне сигнале и селективном протеолитичком обрадом у специфичним остацима аспарагинске киселине. Обрада се завршава формирањем хомодимерних протеаза које иницирају апоптотички процес.

Иницијаторне каспазе се активирају димеризацијом, док се ефектори активирају цијепањем интер-домена. Постоје два начина за активирање каспаза; спољашње и унутрашње.

Спољашњи пут или пут посредован рецептором смрти, укључује учешће комплекса сигнализације смрти као активаторског комплекса за про-каспазе-8 и 10.

Унутрашњи пут или пут посредован митохондријама користи апоптосом као активирајући комплекс за про-каспазу-9.

Типови

Сисари имају око 15 различитих каспаза, које потичу из исте генетичке породице. Ова надфамилија обухвата друге подфамилије које су категоризоване у зависности од позиције про-домена и њихових функција.

Обично су 3 подкласе каспаза познате код сисара:

1-Цаспасас инфламаторна или група И: каспазе са великим про-доменама (Цаспаса-1, каспаза-4, каспаза-5, каспаза-12, каспаза-13 и каспаза-14) које имају фундаменталну улогу у сазревању цитокина и упални одговор.

2-каспазе, иницијатори апоптозе или групе ИИ: имају дуги про-домен (више од 90 аминокиселина) који садржи или ДЕД домен (каспаза-8 и каспаза-10) или домен за регрутацију каспазе (каспаза-2) и цаспаса-9)

3-ефекторске каспазе или група ИИИ: поседују кратке про-домене (20-30 аминокиселина).

Функције

Већина функција појединачних каспаза је објашњена експериментима генетског утишавања или добијања мутаната, успостављајући посебне функције за сваку од њих..

Апоптотиц фунцтионс

Иако постоје апоптотски путеви независни од каспаза, ови ензими су критични за многе догађаје програмиране смрти ћелије, неопходне за правилан развој већине система вишестаничних организама..

У апоптотским процесима, иницијатори каспаза су каспазе -2, -8, -9 и -10, док су међу ефекторским каспазама каспазе -3, -6 и -7..

Њихови специфични интрацелуларни циљеви обухватају протеине из нуклеарне ламине и цитоскелета, чије расцепљење доприноси смрти ћелија.

Неапоптотске функције

Каспазе не играју само улогу апоптозе у ћелији, јер је активација неких од ових ензима доказана у одсуству процеса станичне смрти. Његова неапоптотичка улога укључује протеолитичке и не-протеолитичке функције.

Они учествују у протеолитичкој обради ензима како би се избегло растављање ћелија; међу циљевима су протеини као што су цитокини, киназе, фактори транскрипције и полимеразе.

Ове функције су могуће захваљујући пост-транслацијској обради про-каспаза или њихових протеолитичких циљева, до просторног раздвајања између ензима између станичних компартмента или до регулације другим ефекторним протеинима узводно.

Имунолошка функција

Неке каспазе учествују у обради важних фактора у имунолошком систему, као што је случај са каспазом-1 која обрађује про-интерлеукин-1β да формира зрели ИЛ-1β, који је кључни посредник за инфламаторни одговор..

Цаспасе-1 је такође одговоран за обраду других интерлеукина као што су ИЛ-18 и ИЛ-33, који су укључени у инфламаторни одговор и урођени имуни одговор..

У ћелијској пролиферацији

У многим случајевима каспазе су укључене у ћелијску пролиферацију, нарочито лимфоците и друге ћелије имуног система, при чему је каспаза-8 један од најважнијих укључених ензима..

Изгледа да каспаза-3 има функције у регулацији ћелијског циклуса, пошто је способна да обрађује инхибитор циклин-зависне киназе (ЦДК) п27, што доприноси прогресији индукције ћелијског циклуса.

Остале функције

Неке каспазе су укључене у напредовање диференцијације ћелија, посебно у ћелијама које улазе у постмитотичко стање, које се понекад сматра непотпуним процесом апоптозе..

Каспаза-3 је критична за правилну диференцијацију мишићних ћелија и друге каспазе су такође укључене у диференцијацију миелоида, моноцита и еритроцита..

Референце

  1. Цховдхури, И., Тхаракан, Б., & Бхат, Г.К. (2008). Каспаси - ажурирање. Компаративна биохемија и физиологија, Дио Б, 151, 10-27.
  2. Дегтерев, А., Боице, М., & Иуан, Ј. (2003). Деценија каспаса. Онцогене, 22, 8543-8567.
  3. Еарнсхав, В.Ц., Мартинс, Л.М., & Кауфманн, С.Х. (1999). Каспазе сисара: структура, активација, супстрати и функције током апоптозе. Годишњи преглед биохемије, 68, 383-424.
  4. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., ... Мартин, К. (2003). Молецулар Целл Биологи (5. изд.). Фрееман, В. Х. & Цомпани.
  5. Ницхолсон, Д., & Тхорнберри, Н. (1997). Каспазе: убијачке протеазе. ТИБС Ревиевс, 22, 299-306.
  6. Стенницке, Х. Р., & Салвесен, Г.С. (1998). Својства каспаза. Биоцхимица ет Биопхисица Ацта, 1387, 17-31.