Прокаспазы: активация: общие сведения
Неактивные предшественники каспаз - прокаспазы присутствуют во всех клетках. Активация прокаспаз у млекопитающих осуществляется аналогом ced-4 гена - возбуждающим фактором апоптозной протеазы-1 (Apaf-1) . Интересно, что Apaf-I имеет место связывания для ATP, что подчеркивает значимость уровня энергетического обеспечения для выбора механизма смерти (энергозависимого апоптоза или энергетически независимого некроза ). При возбуждении каспазы модифицируют активность клеточных белков (полимераз, эндонуклеаз, компонентов ядерной мембраны), ответственных за фрагментацию ДНК в апоптозных клетках. Активированные ферменты вызывают разрушение цитоплазменных белков, начинают расщепление ДНК, что приводит к появлению в местах разрывов трифосфонуклеотидов. Клетка теряет воду и уменьшается в размерах, снижается рН цитоплазмы. Клеточная мембрана утрачивает свои свойства, клетка сморщивается, образуются апоптозные тельца. В основе процесса перестройки клеточных мембран лежит активация сирингомиелазы, которая расщепляет сирингомиелин клетки с высвобождением керамида, активирующего фосфолипазу A1. Происходит накопление продуктов арахидоновой кислоты . Экспрессированные в ходе апоптоза белки фосфатидилсерин и витронектин выходят на поверхность клетки и сигнализируют макрофагам, осуществляющим фагоцитоз апоптозных телец .Прокаспазы обладают незначительной протеолитической афосфатидктивностью, составляющей 1-2% активности зрелой каспазы [ Thornbery, ea 1998 , Green, ea 1998 , Muzio, ea 1998 ].
Будучи в мономерной форме, прокаспазы, концентрация которых в клетке ничтожна, находятся в латентном состоянии. Предполагается, что пространственное сближение молекул прокаспаз при их агрегации ведет к образованию активных каспаз через механизм протеолитического само- и перекрестного расщепления (ауто- или транс-процессинга) [ Thornbery, ea 1998 , Green, ea 1998 , Muzio, ea 1998 ]. В результате от прокаспазы (молекулярная масса 30-50 кДа) отделяется регуляторный N-концевой домен (продомен), а оставшаяся часть молекулы разделяется на большую (~20 кДа) и малую (-10 кДа) субъединицы ( рис. 3 сам ). Затем происходит ассоциация большой и малой субъединиц. Два гетеродимера образуют тетрамер каспазы с двумя каталитическими участками, действующими независимо.
В результате действия каспаз происходит [ Cohen, ea 1997 , Thornbery, ea 1998 , Куцый ea 1999 , Kidd, ea 1998 ] следующее:
активация прокаспаз с образованием каспаз; расщепление антиапоптозных белков семейства Всl-2 .
Подвергается протеолизу ингибитор ДНКазы, происходит фрагментация ДНК .(Однако, Апоптоз возможен и без фрагментации ДНК [ Vaux, ea 1999 ].)
гидролиз белков ламинов , армирующих ядерную мембрану, конденсация хроматина;
разрушение белков, участвующих в регуляции цитоскелета ;
инактивация и нарушение регуляции белков, участвующих в репарации ДНК, сплайсинге мРНК , репликации ДНК .
Мишенью каспаз является поли (ADP-рибозо) полимераза (ПАРП) .
Прокаспаза 8 (FLICE/MACH/Mch5): активация
Смотрите также:
