caspase-3

Caspase家族

Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②总是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase（cysteine aspartate-specific protease），方便起见本文称之为凋亡酶；③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。

最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE，即：白介素-1 β转换酶（Interleukin-1 β-converting enzyme）基因，因该酶能将白介素前体切割为活性分子，故名。通过cDNA杂交和查找基因组数据库，在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2]，分为2个亚族（subgroup）：ICE亚族和CED-3家族（图15-6），前者参与炎症反应，后者参与细胞凋亡，又分为两类：一类为执行者（executioner或effector），如caspase-3、6、7，它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通过自催化（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一类为启动者（initiator），如caspase-8、9，受到信号后，能通过自剪接而激活，然后引起caspase级联反应，如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7。

细胞中还具有caspase的抑制因子，称为IAPs（inhibitors of apoptosis proteins），属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过BIR结构域（baculovirus IAP repeats domain）[3]与caspase结合，抑制其活性，如XIAP。

非活性状态的pro-Caspase-3和活性状态的cleaved-caspase-3存在于细胞质中，当

pro-caspase-3被剪切后剩下p17和p12 2个亚基，而产生活性。

cleaved-caspase-3(activated-caspase-3)之后就开始它的protease(蛋白酶)之旅，比如说它可以剪切其下游的PARP,caspase-6,7等底物，从而发挥其促进apoptosis的作用。

那么caspase-3是通过什么样的途径被激活的呢！

主要有2个

1.凋亡信号和凋亡受体结合后，作为caspase family中启动者的caspase-8和10发生自剪切而被激活后，然后剪切其下游的底物pro-caspase-3，产生带活性的cleaved-caspase-3.

2.凋亡信号和凋亡受体结合后，首先caspase-8和10发生自剪切而被激活后，剪切其下游的Bcl-2 family中的Bid，产生带活性的t-Bid。接下来在线粒体的外面产生Bax和Bak二聚体，形成pore，释放线粒体中的cytochrom C后，形成有cytochrom C，caspase-9和Apaf-1的apoptosome，后者剪切pro-caspase-3而产生活化的cleaved-caspase-

3.

另外，最近有人猜想，cleaved-caspase-3可能干扰线粒体中呼吸链complexI和II，而导致线粒体释放cytochrom C,而产生级联反应。

大家可以自己详细的看看以下2篇caspase review。

Cancer Biol Ther. 2006 Jul;5(7):763-5. PMID: 16921264

Biochem J. 1997 Aug 15;326 ( Pt 1):1-16. PMID: 9337844

caspase review.PDF(691.86k) 在线查看

kuribayashi5-7.pdf(281.13k) 在线查看

摘自丁香园