和凋亡相关的几种主要胱天蛋白酶
1.Caspase 1Caspase 1基因位于人类染色体11q22.2―22.3,其产物为404个氨基酸残基组成的酶原(p45)。在某些蛋白酶(可能包括其本身)的作用下,酶原被水解,形成分别由120―297位和317~404位氨基酸残基构成的p20和p10亚基。
p20亚基的C端与p10亚基的N端相互作用形成稳定的异二聚体(p20/p10)。然后由两个对称的异二聚体构成具有活性的四聚体(p20/p10)2。该分子的活性中心横跨p10和p20两个亚单位。分子中的羧基侧链部可构成“结合袋”,参与识别并结合底物分子。
Caspase 1旧称Ⅱ/―1p转换酶(1CE),可在hs和TNFRl介导的细胞凋亡中起作用。hs和TNFRl信号可活化ICE酶原。此外,ICE样蛋白酶还参与其他多种因素诱导的凋亡,如细胞外基质丧失以及化疗药物如顺铂等诱导的凋亡。
CrmA是ICE的特异性抑制物。p35也可通过与ICE形成p35―ICE复合物而抑制细胞凋亡。此外,一些根据ICE作用底物设计的小肽如乙酰―Tyr―Val―A19…Asp―氯甲基酮、乙酰―Ty广Val―Ala―Asp―CHO等也能特异性地抑制ICE活性,进而阻止细胞凋亡。
2.Caspase 3所有ICE家族成员中,Caspase3与CED―3同源性最高(35%),它可能是CED―3基因在哺乳动物细胞中的对应物。
Caspase3是细胞凋亡信号传导中的关键性效应酶,它不仅参与Fas-FasL诱导的凋亡途径,而且与CTL的颗粒酶B介导的杀伤靶细胞有关。Caspase3酶原有2个酶切位点,即Asp28―Ser29和Aspl75―Serl76。它必须在caspase家族其他成员如caspase 8的作用下才能被活化。有活性的caspase 3由p18和P12两个亚基组成。
3.Caspase 5效应酶caspase 5由418个氨基酸残基组成,分子质量为47kDa。被活化后产生具有活性的异二聚体,可诱导凋亡。
4.Caspase 6效应酶Caspase 6基因经不同剪接后可编码两种蛋白亚型:Caspase 6。,由293个氨基酸残基组成,分子质量为34kDa;Caspase 6p由204个氨基酸残基所组成,分子质量为23kDa。caspase 6。与CPP32高度同源,经活化后可裂解多聚腺苷酸聚合酶(PARP)诱发凋亡,而caspase 6p则可与caspase 6。结合后抑制其活性。
5.Caspase 8在hs启动的死亡信号传导中,Caspase 8可能为处于最上游的启动酶,能接受来自衔接蛋白FADD的凋亡信号并向下传递(图11―8)。Caspase 8分为MACH。1―3与MACHpl―4。MACH。的C端与ICE/CED―3相似,而MACHβ则与之不同。
不同的MACH所诱导的细胞发生凋亡的种类不同,如MACHα1与MACHα2均可使乳腺肉瘤细胞MCF7凋亡,而MACHβ则主要诱导Hela细胞凋亡。MACHα1可降解PARP而不降解ILlβ前体。目前认为caspase 8在hs或TNFR诱导的细胞凋亡信号途径中皆发挥重要作用。
FasL介导的死亡信号转导途径
6.Caspase 9参与线粒体启动的凋亡。线粒体在射线、氧化剂、高浓度Ca2+及Bax等作用下.因渗透压失衡基质发生肿胀等原因引起外膜损伤,释放细胞色素c(Cytoc)等caspase激活蛋白。Cytoc和前面提到的凋亡蛋白酶激活因子(Apaf-1)结合并使之活化,活化的ApaPl再与caspase 9酶原结合,使后者显示蛋白酶活性而触发caspa:c级联反应,引发细胞凋亡。
细胞因子通过和受体的结合,可引起免疫细胞增殖,细胞因子一旦撤离,这些细胞会因受体“饥饿”而发生凋亡:这也是一种十分重要的反馈调节机制,使得细胞因子依赖性细胞的增殖不致于失控。现知受体饥饿相关的细迄周亡可能通过线粒体即caspase 9介导的途径,因而caspase 9在免疫调节中也是一个重要的启动酶。
7.Caspasel0能与caspase 8协同作用,传导来自于死亡受体的凋亡信号。目前只在人类找到caspase l鼠中没有发现。