Каспазы: введение
Центральным звеном в механизме апоптоза является протеолитическая система, включающая семейство белков, называемых каспазами. Каспазы принадлежат к классу цистеиновых протеаз , ранее известных как ICE (interleukin-1b-converting enzyme) , которые специфически расщепляют белки после остатков аспарагиновой кислоты [ Chinnaiyan ea 1996 , Martin ea 1995 ]. По своей структуре они сходны с продуктом гена CED-3 нематоды Caenorhabditis elegans (белок Ced 3 необходим для индукции апоптоза у нематоды C. elegans) [ Yuan ea 1993 ]. В настоящее время известно 14 каспаз у млекопитающих, 11 из которых имеют аналоги у человека [ Alnemri ea 1996 , Thornberry ea 1998 ]. Каспазы могут быть разделены на несколько групп в зависимости от их специфичности к субстрату и функциям.
К первой группе относятся каспаза 8 , каспаза 9 , каспаза 10 , необходимые для узнавания и передпчи сигнала клеточной гибели .
Во вторую можно объединить аналоги CED-3 ( каспаза 2 , каспаза 3 , каспаза 6 , каспаза 7 ), которые вовлекаются в процесс расщепления структурных компонентов и элементов жизнеобеспечения клетки, участвующих в регуляции межгенных взаимодействий, восстановлении ДНК и ядерной мембраны (например, PARP-1 ).
Третья группа каспаз - ICE-подобные каспазы ( каспаза 1 , каспаза 4 , каспаза 5 и каспаза 13 ). Они могут быть вовлечены в равной степени в процесс клеточной смерти и воспаления [ Alnemri ea 1996 ].
Каспазы экспрессируются в виде проэнзимов с молекулярной массой от 30 до 50 кДа, содержащих три домена: NH2-терминальный продомен, большой участок (20 кДа) и малый участок (10 кДа). NH2-домен отвечает за регуляцию активации фермента. Активация подразумевает протеолитическое взаимодействие между доменами, следствием которого является объединение большой и малой субъединиц с образованием гетеродимера. Два гетеродимера ассоциируют с образованием тетрамера, имеющего два каталитических центра, которые, по-видимому, действуют независимо [ Wilson ea 1994 ].
Протеолитическая активация каспаз приводит к запуску процесса клеточной гибели. Каспазы образуют ферментативный каскад , который действует по аутокаталитической схеме, приводя к значительному усилению начального сигнала к апоптозу. Этот процесс регулируется различными кофакторами каспаз [ Nicholson ea 1997 , Thornberry ea 1998 ].
Существует 2 пути запуска ферментативного каскада:
1) через активацию прокаспазы 8 при взаимодействии рецепторов клеточной гибели с лигандом (например, Fas-рецептора с Fas-лигандом );
2) через активацию прокаспазы 9 . Зрелая каспаза 9 затем расщепляет и активирует прокаспазу 3.
