昆医分生10-细胞凋亡-lishedePPT.ppt

一、Caspase是凋亡的执行者 Caspase (Cysteinyl aspartate-specific protease)： 在特异的天冬氨酸之后切割靶蛋白的一类进化上保守的半胱天冬蛋白酶。 1．Caspase家族特征 ? Caspase通常以酶原（Pro-caspase）的形式存在. ? N末端具有一个原结构域（Pro-domain），C端同源区存在活性位点。 ? Caspase酶原包含约20 kD的结构域和约10 kD的结构域。 Prodomain p20 p10 Active site Ｎ Ｃ 2. Caspases的分类 根据在细胞凋亡中起的作用， Caspases分为两大类： 启始Caspase(Initiator)和效应Caspase (Effector) 1）启始Caspases包括-2，-8,-9,-10等，对细胞凋亡的刺激信号作出反应，启动细胞的凋亡过程； 2）效应Caspases包括-3，-6，-7等，是在细胞凋亡过程中的具体执行者，完成对特定蛋白底物的水解。 3．Caspase激活的机制 去除N端原结构域； 在大小亚基中进行切割； 大小亚基形成异源二聚体，进而形成四聚体。活性酶就是由这两种亚基以(P20/P10)2的形式组成的 Prodomain p20 p10 Active site Ｎ Ｃ 4．Caspase 激活的方式 1）启始Caspase激活（同源激活） Caspase-8的激活 Caspase-9的激活 2）效应Caspase激活（异源激活） i）Caspase-8的激活 (Caspases-2, -10) 死亡受体与配体结合后，死亡受体三聚体化 。 通过DD区（Death domain）的蛋白质-蛋白质相互作用，死亡受体与接头蛋白 FADD（Fas-associated death domain）结合，形成DISC（Death-inducing signaling complex）。 通过FADD的 DED区(Death effector domain)， Procaspase-8 被募集在DISC上。 聚集后Procaspase-8，通过自身或相互之间的切割产生成熟的Caspase-8。 Procaspase-8的激活过程 ii）Caspase-9的激活 细胞色素c （Cytochrome c）从线粒体释放。 通过Apaf-1 (Apoptotic protease activating factor-1)的WD40结构域，细胞色素c和Apaf-1结合。 通过Apaf-1的CARD （Caspase activation and recruitment domain）结构域，Apaf-1形成七聚体。 通过各自的CARD结构域，Procaspase-9被募集到细胞色素c/ ATP/Apaf-1 组成的凋亡复合体（Apoptosome）而水解激活。 Caspase-9的激活过程 Caspases激活的级联反应 2）效应Caspase的激活（异源激活） 效应Caspases不象启始Caspases ，不能被募集到或结合DISC或凋亡复合体上，它们必须依赖启始Caspases才能活化。 5．Caspase的效应机制 激活的Caspase可以水解约100个底物，包括细胞调节、细胞信号转导、DNA修复、组织平衡、细胞存活等环节中重要的蛋白，从而使细胞表现为凋亡特有的形态学及生化特征：细胞皱缩、断裂，染色质聚集，DNA降解，以及随后的凋亡细胞被吞噬细胞迅速地清除等。 1）凋亡抑制物的水解。 例如： ICAD是CAD核酸酶（Caspases-activated DNase）的抑制蛋白，而CAD核酸酶可以造成凋亡时DNA的片段化。在正常情况下，CAD不显示活性是因为CAD-ICAD，以一种无活性的复合物形式存在。细胞凋亡时，Caspases水解ICAD，CAD就会处于活性状态并最终使DNA片段化。 Caspase：Cysteine-dependent aspartate proteases CAD： Caspase-activate DNase PARP：Poly（ADP-ribose） polymerase 细胞凋亡的DNA降解 2）细胞结构的破坏。 例如：核纤层是由核纤层蛋白（Lamina）通过聚合作用而连成头尾相接的多聚体，形成核膜的骨架结构，使染色质得以形成并进行正常的排列。Caspase水解核纤层蛋白之后，导致细胞染色质的固缩。