מבנה, סוגי ופונקציות

ה קופסאות הם חלבונים effector של מסלול המוות התא מתוכנת או אפופטוזיס. הם משתייכים למשפחה של פרוטאזות ספציפיות של ציסטאין ותלות ספציפית, שמהן מגיע שמה.

הם משתמשים שאריות ציסטאין באתר פעיל שלהם כמו נוקליאופיל קטליטי כדי לדבוק מצעים חלבון עם שאריות חומצה aspartic במבנים שלהם פונקציה זו חיונית לביצוע התוכנית אפופטוטיים.

אפופטוזיס הוא אירוע חשוב ביותר באורגניזמים רב תאיים, שכן הוא ממלא תפקיד חשוב בשמירה על הומאוסטזיס והיושרה של רקמות.

תפקידו של caspases אפופטוזיס תורם תהליכים קריטיים של הומאוסטזיס ותיקון, כמו גם המחשוף של רכיבים מבניים וכתוצאה מכך פירוק מסודר ושיטתי של תא שמת.

אנזימים אלו תוארו לראשונה ב C. elegans ואז הגנים הקשורים נמצאו יונקים, שבו הפונקציות שלהם הוקמו באמצעות גישות שונות ביוכימיים.

אינדקס

• 1 מבנה
  • 1.1 הפעלה
• 2 סוגים
• 3 פונקציות
  • 3.1 תפקודים אפופטוטיים
  • 3.2 תפקודים לא אפופטוטיים
  • 3.3 תפקוד החיסון
  • 3.4 בתפוצת תאים
  • 3.5 פונקציות אחרות
• 4 הפניות

מבנה

כל caspase פעיל נגזר עיבוד ואסוציאציה עצמית של שני מבשרי proposors zymogen pro-caspases. אלה מבשרי הם מולקולות tripartite עם פעילות "קטלנית רדומה" עם משקל מולקולרי הנעים בין 32 ל 55 kDa.

שלושת אזורים ידועים כמו P20 (תחום מרכזי פנימי גדול של 17 ל -21 kDa ומכיל את האתר הפעיל של למקטע קטליטי), P10 (תחום מסוף-C של 10 עד 13 kDa המכונה גם למקטע קטליטי קטן) ואת תחום DD (תחום מוות, 3-24 kDa, הממוקם N-terminal).

בחלק Pro-caspases את תחומים p20 ו p10 מופרדים על ידי רצף קטן של המרווח. פרו תחומים של מוות או DD בסוף N- סוף יש 80-100 שאריות המהווים את המוטיבים המבניים של superfamily מעורב התמרה של אותות אפופטוטיים..

תחום DD, בתורו, מחולק לשני תתי-דומיינים, את מפעיל המוות (DED) ואת תחום גיוס caspase (כרטיס), אשר נוצרים על ידי α-סלילי 6-7 amphipathic antiparallel אינטראקציה עם חלבונים אחרים באמצעות אינטראקציות אלקטרוסטטיות או הידרופוביות.

לגופים יש שאריות רבות משומרות האחראיות על הקמתו הכללית של המבנה ועל האינטראקציה שלו עם ליגנדים במהלך הרכבה ועיבוד של זימוגנים, כמו גם עם חלבונים רגולטוריים אחרים.

Pro-caspases 8 ו 10 יש שני DED תחומים מסודרים בד בבד בתוך הפרו לתחום שלהם. ל- Pro-caspases 1, 2, 4, 5, 9, 11 ו -12 יש תחום CARD. שני התחומים אחראים על גיוס של caspases יוזם מתחמי אינדוקציה של מוות או דלקת.

הפעלה

כל pro-caspase מופעל על ידי תגובה לאותות ספציפיים ועל ידי עיבוד proteolytic סלקטיבי בשאריות חומצה אספרטית מסוימת. העיבוד מסתיים עם היווצרותם של פרוטזות הומודימריות היוזמות את התהליך האפופטוטי.

הקבלים היוזמים מופעלים על ידי dimerization, ואילו מפעילים מופעלים על ידי מחשוף של תחומים בין. ישנם שני מסלולים להפעלה של caspases; את החיצוני ואת מהותי.

הנתיב החיצוני או המסלול מתווכת על ידי קולטן המוות, כוללת את ההשתתפות של מורכבים סיגנל מוות כמו מורכבים activator עבור Pro-caspases-8 ו 10.

המסלול המהותי או מסלול המיטוכונדריה בתיווך משתמש ב- apoptosome כמכלול הפעיל עבור pro-caspase-9.

סוגים

יונקים יש סביב 15 caspases שונים, מגיע מאותה משפחה גנטית. זה superfamily כוללת subfamilies אחרים המסווגים בהתאם למיקום של תחומים pro-function ופונקציות שלהם.

בדרך כלל 3 subclasses של caspases ידועים יונקים:

דלקתיות או קבוצה שאני 1-caspases: caspases גדול הפרו-תחום (caspase-1, caspase-4, caspase-5, caspase-12, caspase-13 ו caspase-14) בעל תפקיד מפתח בתהליך ההבשלה של ציטוקינים ובתגובה הדלקתית.

2-יוזם caspases אפופטוזיס או בקבוצה השנייה יש הפרו-תחום ארוך (90 חומצות אמינו) המכיל או תחום DED (caspase-8 ו caspase-10) או גיוס caspase תחום (caspase-2 ו caspasa-9)

3-ספקטורים או קבוצה III: להחזיק פרו תחומים קצרים (20-30 חומצות אמינו).

פונקציות

רוב הפונקציות של הפרט caspases כבר הבהיר על ידי ניסויים של השתקה גנטית או קבלת מוטציות, הקמת פונקציות מסוימות עבור כל אחד..

פונקציות אפופטוטיות

אמנם ישנם מסלולים אפופטוטיים עצמאית של caspases, אנזימים אלה הם קריטיים עבור רבים מן האירועים של מוות התא מתוכנת, הכרחי עבור הפיתוח הנכון של רוב המערכות של אורגניזמים תאיים.

בתהליכים אפופטוטיים, היוזמים הם caspases -2, -8, -9 ו -10, ואילו בין caspases מייצג הם caspases -3, -6 ו -7.

מטרות ספציפיות תאיים שלהם כוללים חלבונים מן lamina הגרעיני ואת cytoskeleton, שחצץ שלו מקדם מוות התא.

תפקודים שאינם אפופטוטיים

קופסאות לא רק לשחק תפקיד אפופטוטי בתא, מאז ההפעלה של כמה אנזימים אלה הוכח בהעדר תהליכי מוות של תאים. תפקידו הלא-אפופטוטי כולל תפקודים פרוטאוליטיים ולא פרוטאוליטיים.

הם משתתפים בעיבוד פרוטאוליטי של אנזימים כדי למנוע פירוק תאים; בין המטרות שלה הם חלבונים כגון ציטוקינים, קינאזות, גורמי שעתוק ופולימרים.

פונקציות אלה אפשריות הודות לעיבוד שלאחר טרנסלציוני של הפרו-קפסאס או למטרותיהם הפרוטאוליטיות, להפרדה המרחבית בין האנזימים בין תאים תאיים או לרגולציה על ידי חלבונים משפיעים אחרים במעלה הזרם.

פונקציית החיסון

חלק caspases המעורבים בעיבוד של גורמים חשובים במערכת החיסון, כמו במקרה של פרו-אינטרלויקין 1β עיבוד caspase-1 כדי ליצור את IL-1β בוגרת, המהווה מתווך מפתח את התגובה הדלקתית.

קספאסה 1 אחראי גם על עיבוד של אינטרלוקינים אחרים כגון IL-18 ו- IL-33, המעורבים בתגובה הדלקתית ובתגובה החיסונית המולדת.

בתאי הפליטה

במובנים רבים הם מעורבים בהפצת תאים, בעיקר לימפוציטים ותאים אחרים של המערכת החיסונית, כאשר CASPASE-8 הוא אחד האנזימים החשובים ביותר המעורבים..

קספאזה 3 נראה גם יש פונקציות של ויסות מחזור התא, שכן הוא מסוגל לעכב את cyclin תלוי cyclin- קינאז (CDK) p27, אשר תורם להתקדמות של אינדוקציה מחזור התא.

פונקציות אחרות

כמה caspases מעורבים בהתקדמות של התמיינות תאים, במיוחד של תאים שנכנסים למצב פוסט-מיטוטי, אשר נחשב לפעמים תהליך אפופטוזיס שלם.

Caspase-3 הוא קריטי עבור הבחנה נכונה של תאי שריר ו caspases אחרים מעורבים גם בידול של מיאלואידים, מונוציטים אריתרוציטים.

הפניות

1. Chowdhury, I., Tharakan, B., & Bhat, G. K. (2008). קופסאות - עדכון. ביוכימיה ופיזיולוגיה השוואתית, חלק ב ', 151, 10-27.
2. Degterev, A., Boyce, M., & Yuan, J. (2003). עשור של קופסאות. Oncogene, 22, 8543-8567.
3. Earnshaw, W.C., Martins, L.M, & Kaufmann, S.H. (1999). מזונות יונקים: מבנה, הפעלה, מצעים ותפקודים במהלך אפופטוזיס. סקירה שנתית של ביוכימיה, 68, 383-424.
4. לודש, ח ', ברק, א', קייזר, א ', קריגר, מ', ברצ'שר, א ', פלויג, ח', מרטין, ק '(2003). ביולוגיה תא מולקולרית (מהדורה 5). פרימן, וו. ח.
5. Nicholson, D., & Thornberry, N. (1997). קופסאות: פרוטאזות הרוצח. TIBS ביקורות, 22, 299-306.
6. Stennicke, H. R., & Salvesen, G. S. (1998). מאפיינים של קופסאות. Biochimica et Biophysica Acta, 1387, 17-31.