Войти
Каспаза-3 представляет собой белок каспазы, который взаимодействует с каспаза-8 и каспаза-9. Он кодируется геном CASP3. CASP3 ортологи были идентифицированы у множества млекопитающих, для которых доступны полные данные по геному. Уникальные ортологи также присутствуют у птиц, ящериц, лизамфибий и костистых животных.
Белок CASP3. является представителем семейства c истеин- asp протеин арсиновой кислоты аза (каспаза ). Последовательная активация каспаз играет центральную роль в фазе выполнения апоптоза клеток. Каспазы существуют как неактивные проферменты, которые подвергаются протеолитическому процессингу на консервативных остатках аспарагиновой кислоты с образованием двух субъединиц, большой и малой, которые димеризуются с образованием активного фермента . Этот белок расщепляет и активирует каспазы 6 и 7 ; а сам белок процессируется и активируется каспазами 8, 9 и 10. Это преобладающая каспаза, участвующая в расщеплении белка-предшественника бета-амилоида 4A, что связано с гибелью нейронов при болезни Альцгеймера. Альтернативный сплайсинг этого гена приводит к двум вариантам транскрипта, кодирующим один и тот же белок.
 Путь передачи сигналов TNF -R1. Пунктирные серые линии представляют несколько этапов. |  Пути, ведущие к активации каспазы 3. |
Каспаза-3 имеет многие из типичных характеристик, общих для всех известных в настоящее время каспаз. Например, его активный сайт содержит остаток цистеина (Cys-163) и остаток гистидина (His-121), которые стабилизируют пептидную связь отщепления белка. последовательность на карбоксиконцевой стороне аспарагиновой кислоты, когда она является частью конкретной 4-аминокислотной последовательности. Эта специфичность позволяет каспазам быть невероятно селективными: аспарагиновая кислота в 20 000 раз предпочтительнее глутаминовой кислоты. Ключевой особенностью каспаз в клетке является то, что они присутствуют в виде зимогенов, называемых прокаспазами, которые неактивны до тех пор, пока биохимическое изменение не вызовет их активацию. Каждая прокаспаза имеет N-концевую большую субъединицу примерно 20 кДа, за которой следует меньшая субъединица примерно 10 кДа, называемая p20 и p10 соответственно.
В нормальных условиях каспазы распознают тетрапептидные последовательности на своих субстратах и гидролизуют пептидные связи после остатков аспарагиновой кислоты. Каспаза 3 и каспаза 7 обладают сходной субстратной специфичностью за счет распознавания тетрапептидного мотива Asp-x-x-Asp. C-конец Asp абсолютно необходим, в то время как допускаются вариации в трех других положениях. Специфичность субстрата каспазы широко используется в ингибиторе на основе каспазы и при разработке лекарственных средств.
В частности, каспаза-3 (также известная как CPP32 / Yama / apopain) образуется из зимогена 32 кДа, который расщепляется на субъединицы 17 и 12 кДа. Когда прокаспаза расщепляется по определенному остатку, активный гетеротетрамер может затем образовываться за счет гидрофобных взаимодействий, в результате чего четыре антипараллельных бета-слоя от p17 и два от p12 объединяются, образуя гетеродимер, который, в свою очередь, взаимодействует с другим гетеродимером. с образованием полной 12-нитевой структуры бета-листа, окруженной альфа-спиралями, которая является уникальной для каспаз. Когда гетеродимеры выравниваются друг с другом, активный сайт располагается на каждом конце молекулы, образованной остатками обеих участвующих субъединиц, хотя необходимые остатки Cys-163 и His-121 находятся на p17 (больше) субъединица.
Субъединицы p12 (розовый) и p17 (голубой) каспазы-3 со структурами бета-листов каждой, выделенными красным и синим цветом соответственно; изображение, созданное в Pymol из 1rhm.pdb Каталитический сайт каспазы-3 включает сульфогидрильную группу Cys-163 и имидазольное кольцо His-121. His-121 стабилизирует карбонильную группу ключевого остатка аспартата, в то время как Cys-163 атакует, в конечном итоге разрывая пептидную связь. Cys-163 и Gly-238 также стабилизируют тетраэдрическое переходное состояние комплекса субстрат-фермент посредством водородной связи. In vitro каспаза-3 имеет Было обнаружено, что он предпочитает пептидную последовательность DEVDG (Asp-Glu-Val-Asp-Gly) с расщеплением, происходящим на карбоксильной стороне второго остатка аспарагиновой кислоты (между D и G). Каспаза-3 активна в широком диапазоне pH, который немного выше (более щелочной), чем многие другие каспазы-палачи. Этот широкий диапазон указывает на то, что каспаза-3 будет полностью активна в нормальных и апоптотических условиях клеток.
Cys-285 (желтый) и His-237 (зеленый и темно-синий) в активном сайте каспазы-3, субъединице p12 в розовый и субъединица p17 светло-голубого цвета; изображение, созданное в Pymol из 1rhr.pdb Каспаза-3 активируется в апоптотической клетке как внешним (лиганд смерти), так и внутренним (митохондриальный) путями. Зимогеновая функция каспазы-3 необходима, потому что, если ее не регулировать, активность каспазы будет убивать клетки без разбора. Как каспаза-исполнитель, зимоген каспаза-3 практически не проявляет активности, пока не будет расщеплен каспазой-инициатором после того, как произошли события передачи сигналов апоптоза. Одним из таких сигнальных событий является введение гранзима B, который может активировать инициаторные каспазы, в клетки, нацеленные на апоптоз киллерными Т-клетками. Эта внешняя активация затем запускает характерный каспазный каскад, характерный для апоптотического пути, в котором каспаза-3 играет доминирующую роль. При внутренней активации цитохром c из митохондрий работает в сочетании с каспазой-9, фактором активации апоптоза 1 (Apaf-1 ) и АТФ для обработки прокаспазы-3. Этих молекул достаточно для активации каспазы-3 in vitro, но необходимы другие регуляторные белки in vivo. Было показано, что экстракт мангустина (Garcinia mangostana) ингибирует активацию каспазы 3 в нейрональных клетках человека, обработанных В-амилоидом.
Одним из способов ингибирования каспаз является IAP (ингибитор apoptosis), которое включает c-IAP1, c-IAP2, XIAP и ML-IAP. XIAP связывает и ингибирует инициатор каспазу-9, которая непосредственно участвует в активации каспазы-3-исполнителя. Однако во время каспазного каскада каспаза-3 действует, чтобы ингибировать активность XIAP, расщепляя каспазу-9 в определенном месте, предотвращая связывание XIAP и подавляя активность каспазы-9.
Было показано, что каспаза 3 взаимодействует с:
Было обнаружено, что каспаза-3 необходима для нормального развития мозга, а также ее типичная роль в апоптозе, где она отвечает для конденсации хроматина и фрагментации ДНК. Повышенный уровень фрагмента каспазы-3, p17, в кровотоке является признаком недавно перенесенного инфаркта миокарда. В настоящее время показано, что каспаза-3 может играть роль в дифференцировке эмбриональных и гемопоэтических стволовых клеток.
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Caspase 3. |
