Caspase一词是从Cysteine aspartic acid specific protease 的字头缩写衍生而来,就反映了这个特征,而这种高度的特异性,在蛋白酶中是很少见的。

Active site: Cysteine

Cleavage site: Asparatic acid

Caspases:一组存在于胞质溶胶中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶,它们的一个重要共同点是活性位点都含有半胱氨酸,并特异地断开天冬氨酸残基后的肽键——切割的结果是使靶蛋白活化或失活,而非完全降解。

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Caspase活化机制:Caspase的活化是有顺序的多步水解的过程,Caspase分子各异,但是它们活化的过程相似。首先在caspase前体的N-端前肽和大亚基之间的特定位点被水解去除N-端前肽,然后再在大小亚基之间切割释放大小亚基,由大亚基和小亚基组成异源二聚体,再由两个二聚体形成有活性的四聚体。

去除N-端前肽是Caspase的活化的第一步,也是必须的,但是Caspase-9的活化不需要去除N-端前肽,Caspase活化基本有两种机制,即同源活化和异源活化,这两种活化方式密切相关,一般来说后者是前者的结果,发生同源活化的Caspase又被称为启动caspase(initiator caspase),包括caspase-8,-10,-9,诱导凋亡后,起始Caspase通过adaptor被募集到特定的起始活化复合体,形成同源二聚体构像改变,导致同源分子之间的酶切而自身活化,通常caspase-8, 10, 2介导死亡受体通路的细胞凋亡,分别被募集到Fas和TNFR1死亡受体复合物,而Caspase-9参与线粒体通路的细胞凋亡,则被募集到Cyt c/d ATP/Apaf-1组成的凋亡体。

同源活化是细胞凋亡过程中最早发生的capases水解活化事件,启动Caspase活化后,即开启细胞内的死亡程序,通过异源活化方式水解下游Caspase将凋亡信号放大,同时将死亡信号向下传递。

异源活化(hetero-activation)即由一种caspase活化另一种caspase是凋亡蛋白酶的酶原被活化的经典途径。被异源活化的Caspase又称为执行caspase(executioner caspase),包括Caspase-3,-6,-7。执行Caspase不象启动Caspase ,不能被募集到或结合起始活化复合体,它们必须依赖启动Caspase才能活化。

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3 groups of Caspases: