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Caspasaの構造、種類および機能
の カスパーゼ それらはプログラムされた細胞死経路またはアポトーシスのエフェクタータンパク質である。それらは、それらの名前が由来する、高度に保存されたシステイン依存性およびアスパラギン酸特異的プロテアーゼのファミリーに属する。.
それらは、それらの構造中にアスパラギン酸残基を有するタンパク質基質を切断するための触媒求核剤としてそれらの活性部位にシステイン残基を使用し、そしてこの機能はアポトーシスプログラムの実行に極めて重要である。.
アポトーシスは、恒常性の維持および組織の完全性において重要な役割を果たすので、多細胞生物において極めて重要な事象である。.
アポトーシスにおけるカスパーゼの役割は、恒常性および修復の重要な過程、ならびに死滅する細胞の整然とした系統的な解体をもたらす構造成分の開裂に寄与する。.
これらの酵素はC. elegansで最初に記載され、それから関連遺伝子が哺乳類で発見され、そこでそれらの機能は異なる遺伝的および生化学的アプローチを通して確立された.
索引
- 1つの構造
- 1.1アクティベーション
- 2種類
- 3つの機能
- 3.1アポトーシス機能
- 3.2非アポトーシス機能
- 3.3免疫機能
- 3.4細胞増殖
- 3.5その他の機能
- 4参考文献
構造
各活性カスパーゼは、２つのプロカスパーゼチモーゲン前駆体のプロセシングおよび自己会合に由来する。これらの前駆体は、「休眠」触媒活性を有し、３２〜５５ｋＤａの範囲の分子量を有する三成分分子である。.
３つの領域はｐ２０（１７〜２１ｋＤａの大きな内部中央ドメインおよび触媒サブユニットの活性部位を含む）、ｐ１０（１０〜１３ｋＤａのＣ末端ドメイン、小触媒サブユニットとしても知られる）およびＤＤドメインとして知られる。 （デスドメイン、3〜24 kDa、N末端に位置）.
いくつかのプロカスパーゼにおいて、ドメインp20およびp10は小さな間隔の間隔によって分離されている。 N末端の死のプロドメインまたはDDは、アポトーシスシグナルの伝達に関与するスーパーファミリーの構造モチーフを構成する80〜100残基を有する。.
DDドメインは、次に、2つのサブドメインに分けられます。エフェクターデスドメイン（DED）とカスパーゼリクルートメントドメイン（CARD）。これらは、相互作用する6-7両親媒性逆平行ヘリックスによって形成されます。静電相互作用または疎水性相互作用による他のタンパク質.
カスパーゼは、構造の一般的な確立およびチモーゲンの構築およびプロセシング中のリガンドとの相互作用ならびに他の調節タンパク質との原因となる多くの保存された残基を有する。.
プロカスパーゼ８および１０は、それらのプロドメイン内に直列に配置された２つのＤＥＤドメインを有する。プロカスパーゼ１、２、４、５、９、１１および１２はＣＡＲＤドメインを有する。両方のドメインは、死または炎症の誘導複合体へのイニシエーターカスパーゼの動員に関与している。.
アクティベーション
各プロカスパーゼは、特定のシグナルに応答することによって、そして特定のアスパラギン酸残基における選択的タンパク質分解プロセシングによって活性化される。プロセシングは、アポトーシス過程を開始させるホモ二量体プロテアーゼの形成で終了する.
イニシエーターカスパーゼは二量体化によって活性化され、エフェクターはドメイン間の切断によって活性化される。カスパーゼの活性化には2つの経路があります。外因性と内在性.
デスレセプターによって媒介される外因性経路または経路は、プロカスパーゼ-8および10の活性化複合体としてのデスシグナル伝達複合体の関与を含む。.
内因性経路またはミトコンドリア仲介経路はプロカスパーゼ9の活性化複合体としてアポトーシスを使用する.
タイプ
哺乳類には、同じ遺伝的家族に由来する約15種類のカスパーゼがあります。このスーパーファミリーは、プロドメインの位置およびそれらの機能に応じて分類される他のサブファミリーを包含する。.
通常、カスパーゼの3つのサブクラスが哺乳動物で知られています。
炎症性1-CaspasasまたはグループI：サイトカインの成熟に基本的な役割を持つ大きなプロドメイン（Caspasa-1、caspase-4、caspase-5、caspase-12、caspase-13およびcaspase-14）を持つカスパーゼそして炎症反応に.
2-カスパーゼ、アポトーシスの開始因子、またはグループII：DEDドメイン（カスパーゼ-8およびカスパーゼ-10）またはカスパーゼ動員ドメイン（カスパーゼ-2）のいずれかを含む長いプロドメイン（90アミノ酸以上）を有する。 and caspasa-9）
3-エフェクターカスパーゼまたはグループIII：短いプロドメイン（20〜30アミノ酸）を有する.
機能
個々のカスパーゼの機能の大部分は、遺伝子サイレンシングの実験または突然変異体の取得によって明らかにされており、それぞれについて特定の機能を確立している。.
アポトーシス機能
カスパーゼとは無関係のアポトーシス経路があるが、これらの酵素はプログラムされた細胞死の多くの事象にとって重要であり、これは多細胞生物のほとんどの系の正しい開発に必要である。.
アポトーシス過程において、カスパーゼ開始剤はカスパーゼ-2、-8、-9および-10であり、一方エフェクターカスパーゼはカスパーゼ-3、-6および-7である。.
それらの特異的な細胞内標的は、核層および細胞骨格からのタンパク質を含み、それらの切断は細胞死を促進する。.
非アポトーシス機能
カスパーゼは、細胞内でアポトーシスの役割を果たすだけでなく、これらの酵素のいくつかの活性化が細胞死過程の不在下で実証されているので。その非アポトーシスの役割はタンパク質分解および非タンパク質分解機能を含む.
それらは、細胞解体を回避するために酵素のタンパク質分解プロセシングに参加する。その標的には、サイトカイン、キナーゼ、転写因子、ポリメラーゼなどのタンパク質があります。.
これらの機能は、プロカスパーゼまたはそれらのタンパク質分解標的の翻訳後プロセシング、細胞区画間の酵素間の空間的分離、または上流の他のエフェクタータンパク質による調節のおかげで可能である。.
免疫機能
いくつかのカスパーゼは、免疫系における重要な因子のプロセシングに関与しており、そのような炎症反応のための重要なメディエーターである成熟IL-1βを形成するためにプロインターロイキン-1βを処理するカスパーゼ-1の場合.
カスパーゼ-1は、炎症反応や先天性免疫反応に関与する、IL-18やIL-33などの他のインターロイキンのプロセシングも担っています。.
細胞増殖において
多くの点でカスパーゼは細胞増殖、特にリンパ球および免疫系の他の細胞に関与しており、カスパーゼ-8は関与する最も重要な酵素の1つである。.
カスパーゼ-3は、細胞周期誘導の進行に寄与する阻害剤サイクリン依存性キナーゼ（CDK）p27をプロセシングすることができるので、細胞周期の調節において機能を有するようにも思われる。.
その他の機能
いくつかのカスパーゼは細胞分化、特に分裂後状態に入る細胞の分化の進行に関与しており、これは時に不完全なアポトーシス過程と見なされる。.
カスパーゼ-3は筋細胞の適切な分化に重要であり、他のカスパーゼは骨髄、単球および赤血球の分化にも関与しています.
参考文献
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