|
(→) м/с 1998, n ° 1, с. 9
|
Усі каспази в аміно-кінцевому положенні мають про-домен, розмір якого, змінний, лежить в основі певного способу активації, що дозволило додаткову класифікацію цих ферментів (Рисунок 2B).
- Довгі про-доменні каспази, відомі як вищі за течією або каспази “ініціатора”, містять мотиви білково-білкової взаємодії, такі як домени DED (домен ефектора смерті) для каспаз 8 і 10 або CARD (домен рекрутування каспази) для каспаз 1, 2, 4 і 9, за допомогою яких вони набираються в сигнальні білкові комплекси, а потім самоактивуються.
- Каспази 3, 6, 7 і 14 мають коротший про-домен (від 10 до 40 залишків) і називаються нижчими каспазами: не маючи домену, що дозволяє їх вербувати та олігомеризувати, вони активуються після їх розщеплення іншою каспазою (з короткий або довгий про-домен) або за допомогою гранзиму В, що призводить до так званої каскадної операції. Їх активація призводить до розщеплення різних субстратних білків (для огляду див. [8]) в основі більшості біохімічних, структурних або морфологічних подій апоптозу.
Каскадна активація каспаз дозволяє посилити початковий сигнал. На сьогоднішній день визначено два основні молекулярні шляхи, що ведуть до активації каспази: (1) шлях, який ініціюють білки, що вивільняються з пошкоджених мітохондрій; (2) шлях, який запускається на плазматичній мембрані внаслідок активації мембранних рецепторів.
- Одна з гіпотез постулює відкриття мітохондріальної мегапори, що називається PTPC (перехідний поровий комплекс проникності) [9], багатобілкового комплексу, що складається переважно з порину зовнішньої мітохондріальної мембрани (також званий VDAC, залежний від напруги аніонний канал) і d ' нуклеотид аденіну (АНТ) "транслокатор", вставлений у внутрішню мітохондріальну мембрану. Згідно з цією моделлю, проапоптотичні білки (такі як Bax), асоціюючись з РТРС, сприятимуть його відкриттю, викликаючи тим самим набряк матриксу мітохондрій (через потрапляння води та розчинених речовин, спричинену гіперосмолярністю матриксу). Під час цього розширення надмірна площа поверхні внутрішньої мембрани щодо зовнішньої мембрани призведе до механічного розриву останньої.
- Інша модель передбачає дисфункцію мітохондріального обміну АТФ/АДФ, пов’язану із закриттям VDAC, спричиняючи накопичення протонів у міжмембранному просторі, відповідальне як за набухання матриксу, так і за виробництво кисневих радикалів. Однак ця модель не пояснює, як вивільнення апоптогенних білків може передувати падінню ∆Ψm [10].
- Остаточна модель пропонує замість цього утворення пір у зовнішній мітохондріальній мембрані, що дозволяє виділяти білки в цитозоль без фізичних змін мітохондрій (див. Нижче). Проапоптотичний білок Bax міг бути джерелом утворення цієї пори, або безпосередньо взаємодіючи з ліпідами, або шляхом асоціювання з VDAC, або навіть шляхом автоолігомеризації або утворення олігомерів з іншим членом цього сімейства [11].
Вивільнені таким чином білки тепер згруповані під загальною назвою SIMP (розчинні міжмембранні мітохондріальні білки) і всі мають про-апоптотичну активність (фіг. 4). Перший клас SIMP діє на класичному шляху каспазазалежного апоптозу. Існують прокаспази, цитохром с та репресор інгібітора каспази, білок Smac/DIABLO. Потрапляючи в цитозоль, цитохром c взаємодіє з гомологом CED-4, білком Apaf-1 і зимогенною формою каспази 9, утворюючи, таким чином, у присутності АТФ мультибілковий комплекс, який називається апоптосомою у початку розщеплення а отже, утворення активної форми - прокаспази 9 [12]. Останні в свою чергу активують інші виконуючі каспази, такі як каспази 3 або 7. Білок Smac/DIABLO, навпаки, зв’язується з білками-інгібіторами апоптозу (IAP) і інактивує їх (див. Нижче).
|
На даний момент AIF є єдиним представником іншого класу SIMP: це флавопротеїн, який викликає - незалежно від каспази - фрагментацію хроматину до частинок великої ваги. Молекулярна [13].
(→) м/с 1996, n ° 4, с. 541
(→) м/с 1999, n ° 6-7, с. 909
(→) м/с 2001, n ° 10, с. 1088
Нещодавно ідентифікований член сімейства Bcl-2 з доменом BH3, молекула Bid [21], становить одну з ланок між рецепторним шляхом та мітохондріальним шляхом (рис. 4). Фрагмент цієї молекули, утворений в результаті розщеплення каспазою 8, переноситься з цитоплазми в мітохондрії. Дійсно, Bid, зв'язуючись з Bax, іншим проапоптотичним членом сімейства Bcl-2, присутнім у мономерній формі в цитозолі, індукує олігомеризацію останнього та його інтеграцію у зовнішню мембрану мітохондрій, що призводить до відкриття цитозолю. мітохондріальні мегапори, що спричиняють падіння трансмембранного потенціалу мітохондрій та вивільнення цитохрому c [22].
Виявлено ще один білок, що створює стик між двома шляхами. Це регуляторний білок BAR [23], який має здатність асоціюватись як з антиапоптотичними молекулами Bcl-2/Bcl-xL через домен SAM, так і з каспазою 8 через домен DED.
Тривалий час існувала невизначеність щодо інгібуючої ролі Bcl-2 у Fas-індукованій смерті. Одне з можливих пояснень походить від ідентифікації клітин типу I або типу II. Дійсно, Bcl-2 не відіграє жодної ролі у смерті, спричиненій Fas, у клітинах, у яких достатньо прямої активації каспаз (тип I). З іншого боку, у клітинах, в яких необхідне посилення сигналу активації через мітохондріальний шлях (тип II), смерть, індукована Fas, модулюється білками сімейства Bcl-2.
|
|
|
|
|
