✖


Jump to content

Каспаза 1

КАСП1
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы CASP1 , ICE, IL1BC, P45, каспаза 1
Внешние идентификаторы Опустить : 147678 ; МГИ : 96544 ; Гомологен : 133272 ; Генные карты : CASP1 ; OMA : CASP1 — ортологи
Номер ЕС 3.4.22.36
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить

834

12362

Вместе

ENSG00000137752

ENSMUSG00000025888

ЮниПрот

P29466

P29452

RefSeq (мРНК)

НМ_009807

RefSeq (белок)

НП_033937

Местоположение (UCSC) Чр 11: 105.03 – 105.04 Мб Chr 9: 5,3 – 5,31 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши
Каспаза-1 Зимоген

Превращающий фермент каспаза-1 /интерлейкин-1 (ICE) представляет собой эволюционно консервативный фермент , который протеолитически расщепляет другие белки, такие как предшественники воспалительных цитокинов интерлейкин 1β и интерлейкин 18 , а также пироптоза индуктор гасдермин D , до активных зрелых пептидов. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Он играет центральную роль в клеточном иммунитете как инициатор воспалительной реакции. После активации посредством образования воспалительного комплекса он инициирует провоспалительную реакцию посредством расщепления и, таким образом, активации двух воспалительных цитокинов , интерлейкина 1β (IL-1β) и интерлейкина 18 (IL-18), а также пироптоза , запрограммированного литического клеточного процесса. Путь смерти – через расщепление Гасдермина D. [ 8 ] Два воспалительных цитокина, активированные каспазой-1, выводятся из клетки, чтобы дополнительно вызвать воспалительную реакцию в соседних клетках. [ 9 ]

Клеточное выражение

[ редактировать ]

1 эволюционно консервативна у многих эукариот царства животных Каспаза - . Благодаря своей роли в воспалительном иммунном ответе он высоко экспрессируется в иммунных органах, таких как печень , почки , селезенка и кровь ( нейтрофилы ) . [ 10 ] [ 11 ] После инфекции воспалительная реакция увеличивает экспрессию каспазы-1 за счет механизма положительной обратной связи , который усиливает ответ. [ 11 ]

Структура

[ редактировать ]

Каспаза-1 вырабатывается в виде зимогена , который затем может быть расщеплен на субъединицы массой 20 кДа (p20) и 10 кДа (p10), которые становятся частью активного фермента. Активная каспаза 1 содержит два гетеродимера р20 и р10. Он содержит каталитический домен с активным центром, который охватывает субъединицы p20 и p10. [ 12 ] а также некаталитический домен активации и рекрутирования каспаз ( CARD ). Он взаимодействует с другими белками, содержащими CARD, такими как апоптоз-ассоциированный спек-подобный белок, содержащий CARD ( ASC ) и Nod-подобный рецептор ( NLR ) белок 4, содержащий домен CARD ( NLRC4 ), посредством взаимодействий CARD-CARD при образовании воспалительных воспалений. . [ 7 ] [ 13 ]

Регулирование

[ редактировать ]
Ингибированная каспаза-1 с выделенными субъединицами 10 кДа (синий) и 20 кДа (зеленый)
Пример структуры инфламмасомы. Центр структуры — каталитический домен, внешние ножки — сенсорные домены.

Активация

[ редактировать ]
Взаимодействие CARD-CARD опосредует образование кольца

Каспаза-1, обычно в своей физиологически неактивной форме зимогена, автоактивируется, когда она собирается в нитчатый воспалительный комплекс путем аутопротеолиза на субъединицы р10 и р20. [ 14 ] [ 15 ] Инфламмасомный комплекс представляет собой кольцевой комплекс, состоящий из тримеров сигнально-специфического сенсорного белка, такого как белки семейства NLR и AIM-1 (отсутствуют в меланоме), подобные рецепторам, адаптерного белка, такого как ASC, и в данном случае каспазы. Каспаза-1. В некоторых случаях, когда сигнальные белки содержат свои собственные CARD, например, в NLRP1 и NLRC4 , взаимодействие CARD-CARD является прямым, то есть в комплексе нет адаптерного белка. Существует множество сенсорных и адаптерных белков, различные комбинации которых обеспечивают реакцию воспалительных процессов на определенные сигналы. Это позволяет клетке иметь различную степень воспалительной реакции в зависимости от серьезности полученного сигнала опасности. [ 16 ] [ 17 ]

Торможение

[ редактировать ]

Белки, содержащие только CARD (COP), как следует из их названия, представляют собой белки, которые содержат только некаталитические CARD. Из-за важности взаимодействий CARD-CARD в формировании воспаления многие COP являются известными ингибиторами активации каспаз. Для каспазы-1 гены специфических COP — ICEBERG, COP1 (ICE/Pseudo-ICE) и INCA (ингибирующая карта) — обнаружены вблизи ее локуса и, таким образом, считается, что они возникли в результате событий дупликации генов и последующих делеций каспазы-1. каталитические домены. Хотя все они взаимодействуют с воспалительными процессами посредством взаимодействия CARD-CARD, они различаются по способу выполнения своих ингибирующих функций, а также по эффективности при этом. [ 15 ] [ 18 ] [ 19 ]

Например, ICEBERG способствует образованию нитей каспазы-1 и, таким образом, включается в нити, но не обладает способностью ингибировать активацию воспалительных процессов. Вместо этого считается, что он ингибирует активацию каспазы-1, препятствуя взаимодействию каспазы-1 с другими важными белками, содержащими CARD. [ 15 ] [ 18 ] [ 19 ]

INCA, с другой стороны, напрямую блокирует сборку воспаления, блокируя олигомеры CARD каспазы-1 , тем самым блокируя дальнейшую полимеризацию в нити воспаления. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 13 ]

Точно так же известно, что некоторые POP (белки, содержащие только пирин), регулируют активацию каспазы-1 посредством ингибирования активации воспалительных процессов путем связывания и блокирования взаимодействий PYD, которые также играют роль в формировании воспалительных процессов, хотя точные механизмы еще не установлены. хорошо зарекомендовал себя. [ 19 ] [ 21 ]

Ингибиторы

Функция

[ редактировать ]

Протеолитическое расщепление

[ редактировать ]

Активированная каспаза 1 протеолитически расщепляет про-IL-1β и про-IL-18 до их активных форм, IL-1β и IL-18. Активные цитокины приводят к последующей воспалительной реакции. Он также расщепляет Гасдермин D до его активной формы, что приводит к пироптозу. [ 13 ]

Воспалительная реакция

[ редактировать ]

После созревания цитокины инициируют последующие сигнальные события, чтобы вызвать провоспалительную реакцию, а также активировать экспрессию противовирусных генов. Скорость, специфичность и тип ответа зависят от полученного сигнала, а также от сенсорного белка, который его получил. Сигналы, которые могут приниматься воспалительными клетками, включают вирусную двухцепочечную РНК , мочевину , свободные радикалы и другие сигналы, связанные с клеточной опасностью, даже побочные продукты других путей иммунного ответа. [ 24 ]

Сами зрелые цитокины не содержат необходимых сортирующих последовательностей для входа в секреторный путь ЭР-Гольджи и, следовательно, не выводятся из клетки обычными методами. Однако предполагается, что высвобождение этих провоспалительных цитокинов не зависит от разрыва клеток посредством пироптоза и фактически представляет собой активный процесс. Существуют доказательства как за, так и против этой гипотезы. Тот факт, что для многих типов клеток цитокины секретируются, несмотря на отсутствие у них абсолютно никаких признаков пироптоза, подтверждает эту гипотезу. [ 17 ] [ 25 ] Однако некоторые эксперименты показывают, что нефункциональные мутанты Гасдермина D все еще имели нормальное расщепление цитокинов, но не обладали способностью секретировать их, что указывает на то, что пироптоз на самом деле может быть каким-то образом необходим для секреции. [ 26 ]

Реакция пироптоза

[ редактировать ]

После воспалительной реакции активированная каспаза-1 может индуцировать пироптоз, литическую форму гибели клеток, в зависимости от полученного сигнала, а также от специфического белка сенсорного домена воспаления, который его получил. Хотя пироптоз может быть необходим для полноценной воспалительной реакции, а может и не потребоваться, воспалительная реакция полностью необходима до того, как пироптоз может возникнуть. [ 17 ] Чтобы вызвать пироптоз, каспаза-1 расщепляет гасдермин D на фрагменты, которые образуют поры в плазматической мембране. Под действием осмотического давления эти поры способствуют притоку жидкости, что приводит к лизису и гибели клеток. [ 27 ]

Другие роли

[ редактировать ]

Также было показано, что каспаза-1 вызывает некроз и может функционировать на различных стадиях развития. Исследования аналогичного белка на мышах позволяют предположить его роль в патогенезе болезни Хантингтона . Альтернативный сплайсинг гена приводит к образованию пяти вариантов транскрипта, кодирующих различные изоформы. [ 28 ] Недавние исследования показали, что каспаза-1 способствует гибели и воспалению CD4 Т-клеток при ВИЧ — двум характерным событиям, которые способствуют прогрессированию ВИЧ-инфекции до СПИДа. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] Активность каспазы-1 также участвует в закислении лизосом после фагоцитоза бактерий. [ 32 ] и иммунные комплексы. [ 33 ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000137752 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025888 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Торнберри Н.А., Булл Х.Г., Калайкей Дж.Р., Чепмен К.Т., Ховард А.Д., Костура М.Дж. и др. (апрель 1992 г.). «Новая гетеродимерная цистеиновая протеаза необходима для процессинга бета-интерлейкина-1 в моноцитах». Природа . 356 (6372): 768–74. Бибкод : 1992Natur.356..768T . дои : 10.1038/356768a0 . ПМИД   1574116 . S2CID   4310923 .
  6. ^ Черретти Д.П., Козлоски С.Дж., Мосли Б., Нельсон Н., Ван Несс К., Гринстрит Т.А. и др. (апрель 1992 г.). «Молекулярное клонирование бета-превращающего фермента интерлейкина-1». Наука . 256 (5053): 97–100. Бибкод : 1992Sci...256...97C . дои : 10.1126/science.1373520 . ПМИД   1373520 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Мариатасан С., Ньютон К., Монак Д.М., Вучич Д., Френч Д.М., Ли В.П. и др. (июль 2004 г.). «Дифференциальная активация воспаления с помощью адаптеров каспазы-1 ASC и Ipaf». Природа . 430 (6996): 213–8. Бибкод : 2004Natur.430..213M . дои : 10.1038/nature02664 . ПМИД   15190255 . S2CID   4317409 .
  8. ^ Ся С., Чжан З., Магупалли В.Г., Пабло Дж.Л., Донг Ю., Вора С.М. и др. (апрель 2021 г.). «Пористая структура Гасдермина D демонстрирует преимущественное высвобождение зрелого интерлейкина-1» . Природа . 593 (7860): 607–611. Бибкод : 2021Natur.593..607X . дои : 10.1038/s41586-021-03478-3 . ПМЦ   8588876 . ПМИД   33883744 . S2CID   233351704 .
  9. ^ Йоргенсен I, Мяо Э.А. (май 2015 г.). «Пироптотическая гибель клеток защищает от внутриклеточных патогенов» . Иммунологические обзоры . 265 (1): 130–42. дои : 10.1111/imr.12287 . ПМК   4400865 . ПМИД   25879289 .
  10. ^ Бакеле М., Йоос М., Бурди С., Аллгайер Н., Пёшель С., Ференбахер Б. и др. (февраль 2014 г.). «Локализация и функциональность воспаления в нейтрофилах» . Журнал биологической химии . 289 (8): 5320–9. дои : 10.1074/jbc.M113.505636 . ПМК   3931087 . ПМИД   24398679 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Кумаресан В., Равичандран Г., Низам Ф., Дхайанити Н.Б., Арасу М.В., Аль-Даби Н.А. и др. (февраль 2016 г.). «Многофункциональные каспазы муррел 1, 2, 3, 8 и 9: сохранение, уникальность и характер их экспрессии, индуцированной патогенами». Иммунология рыб и моллюсков . 49 : 493–504. дои : 10.1016/j.fsi.2016.01.008 . ПМИД   26777895 .
  12. ^ Уилсон К.П., Блэк Дж.А., Томсон Дж.А., Ким Э.Э., Гриффит Дж.П., Навиа М.А. и др. (июль 1994 г.). «Структура и механизм бета-превращающего фермента интерлейкина-1». Природа . 370 (6487): 270–5. Бибкод : 1994Natur.370..270W . дои : 10.1038/370270a0 . ПМИД   8035875 . S2CID   4281700 .
  13. ^ Перейти обратно: а б с Лу А, Ли Ю, Шмидт Ф.И., Инь Ц, Чен С., Фу ТМ и др. (май 2016 г.). «Молекулярные основы полимеризации каспазы-1 и ее ингибирование новым механизмом кэпирования» . Структурная и молекулярная биология природы . 23 (5): 416–25. дои : 10.1038/nsmb.3199 . ПМЦ   4856535 . ПМИД   27043298 .
  14. ^ Эллиотт Дж. М., Руж Л., Висманн С., Шеер Дж. М. (март 2009 г.). «Кристаллическая структура зимогенного домена прокаспазы-1 позволяет понять аутоактивацию воспалительной каспазы» . Журнал биологической химии . 284 (10): 6546–53. дои : 10.1074/jbc.M806121200 . ПМК   2649088 . ПМИД   19117953 .
  15. ^ Перейти обратно: а б с Хамке Э.В., Шрайвер С.К., Старовасник М.А., Фэйрбратер В.Дж., Диксит В.М. (сентябрь 2000 г.). «АЙСБЕРГ: новый ингибитор генерации интерлейкина-1бета» . Клетка . 103 (1): 99–111. дои : 10.1016/S0092-8674(00)00108-2 . ПМИД   11051551 . S2CID   15886378 .
  16. ^ Самарани С., Аллам О., Сагала П., Алдабах З., Дженабиан М.А., Мехрадж В. и др. (июнь 2016 г.). «Несбалансированное производство IL-18 и его антагониста при заболеваниях человека и его последствия для инфекции ВИЧ-1». Цитокин . Цитокины при воспалении, старении, раке и ожирении. 82 : 38–51. дои : 10.1016/j.cyto.2016.01.006 . ПМИД   26898120 .
  17. ^ Перейти обратно: а б с Винс Дж. Э., Силке Дж. (июнь 2016 г.). «Пересечение гибели клеток и активации воспалительных сом» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 73 (11–12): 2349–67. дои : 10.1007/s00018-016-2205-2 . ПМЦ   11108284 . ПМИД   27066895 . S2CID   16281016 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Друиле А., Шринивасула С.М., Размара М., Ахмад М., Алнемри Э.С. (июнь 2001 г.). «Регуляция генерации IL-1beta с помощью Pseudo-ICE и ICEBERG, двух доминантных белков домена рекрутирования негативной каспазы» . Смерть клеток и дифференцировка . 8 (6): 649–57. дои : 10.1038/sj.cdd.4400881 . ПМИД   11536016 .
  19. ^ Перейти обратно: а б с д Ле HT, Хартон Дж. А. (сентябрь 2013 г.). «Пирин- и CARD-белки как регуляторы функций NLR» . Границы в иммунологии . 4 : 275. дои : 10.3389/fimmu.2013.00275 . ПМЦ   3775265 . ПМИД   24062743 .
  20. ^ Ламканфи М., Денекер Г., Калаи М., Д'ондт К., Меус А., Деклерк В. и др. (декабрь 2004 г.). «INCA, новый белок домена рекрутирования каспазы человека, который ингибирует выработку интерлейкина-1бета» . Журнал биологической химии . 279 (50): 51729–38. дои : 10.1074/jbc.M407891200 . ПМИД   15383541 .
  21. ^ Дорфлейтнер А., Талботт С.Дж., Брайан Н.Б., Фунья К.Н., Реллик С.Л., Рид Дж.К. и др. (декабрь 2007 г.). «Белок, содержащий только пирин, модулирует иммунный ответ хозяина» . Гены вирусов . 35 (3): 685–94. дои : 10.1007/s11262-007-0141-9 . ПМЦ   4257706 . ПМИД   17676277 .
  22. ^ Флорес Дж., Ноэль А., Фово Б., Линэм Дж., Лекрукс С., ЛеБлан AC (сентябрь 2018 г.). «Ингибирование каспазы-1 облегчает когнитивные нарушения и невропатологию на мышиной модели болезни Альцгеймера» . Природные коммуникации . 9 (1): 3916. Бибкод : 2018NatCo...9.3916F . дои : 10.1038/s41467-018-06449-x . ПМК   6156230 . ПМИД   30254377 .
  23. ^ Боксер М.Б., Куинн А.М., Шен М., Джадхав А., Лейстер В., Симеонов А. и др. (май 2010 г.). «Высокоэффективный и селективный ингибитор каспазы 1, в котором используется ключевой фрагмент 3-цианопропановой кислоты» . ХимМедХим . 5 (5): 730–8. дои : 10.1002/cmdc.200900531 . ПМК   3062473 . ПМИД   20229566 .
  24. ^ Веццани А., Марозо М., Балоссо С., Санчес М.А., Бартфаи Т. (октябрь 2011 г.). «Передача сигналов рецептора IL-1 / Toll-подобного рецептора при инфекции, воспалении, стрессе и нейродегенерации в сочетании с гипервозбудимостью и судорогами». Мозг, поведение и иммунитет . 25 (7): 1281–9. дои : 10.1016/j.bbi.2011.03.018 . ПМИД   21473909 . S2CID   3383795 .
  25. ^ Эйнскоу Дж.С., Герберик Г.Ф., Кимбер И., Дирман Р.Дж. (декабрь 2015 г.). «Процессинг интерлейкина-1β зависит от опосредованного кальцием взаимодействия с кальмодулином» . Журнал биологической химии . 290 (52): 31151–61. дои : 10.1074/jbc.M115.680694 . ПМЦ   4692238 . ПМИД   26559977 .
  26. ^ Хэ В.Т., Ван Х., Ху Л., Чен П., Ван Х., Хуан З. и др. (декабрь 2015 г.). «Гасдермин D является исполнителем пироптоза и необходим для секреции интерлейкина-1β» . Клеточные исследования . 25 (12): 1285–98. дои : 10.1038/cr.2015.139 . ПМК   4670995 . ПМИД   26611636 .
  27. ^ Ши Дж, Гао В, Шао Ф (апрель 2017 г.). «Пироптоз: запрограммированная некротическая гибель клеток, опосредованная гасдермином». Тенденции биохимических наук . 42 (4): 245–254. дои : 10.1016/j.tibs.2016.10.004 . ПМИД   27932073 .
  28. ^ «Ген Энтреза: каспаза 1 CASP1, цистеинпептидаза, связанная с апоптозом (интерлейкин 1, бета, конвертаза)» .
  29. ^ Дойтш Г., Галлоуэй Н.Л., Гэн Х, Ян З., Монро К.М., Зепеда О. и др. (январь 2014 г.). «Гибель клеток в результате пироптоза приводит к истощению Т-клеток CD4 при инфекции ВИЧ-1» . Природа . 505 (7484): 509–14. Бибкод : 2014Natur.505..509D . дои : 10.1038/nature12940 . ПМК   4047036 . ПМИД   24356306 .
  30. ^ Монро К.М., Ян З., Джонсон-младший, Гэн Икс, Дойтш Дж., Кроган Н.Дж., Грин У.К. (январь 2014 г.). «ДНК-сенсор IFI16 необходим для гибели лимфоидных Т-клеток CD4, абортивно инфицированных ВИЧ» . Наука . 343 (6169): 428–32. Бибкод : 2014Sci...343..428M . дои : 10.1126/science.1243640 . ПМК   3976200 . ПМИД   24356113 .
  31. ^ Чжан С., Сун Дж.В., Хуан Х.Х., Фань Х., Хуан Л., Дэн Дж.Н. и др. (март 2021 г.). «Воспалема NLRP3 индуцирует потерю CD4+ Т-клеток у хронически инфицированных ВИЧ-1 пациентов» . Журнал клинических исследований . 131 (6). дои : 10.1172/JCI138861 . ПМЦ   7954596 . ПМИД   33720048 .
  32. ^ Соколовская А., Беккер С.Э., Ип В.К., Ратинам В.А., Бруднер М., Пакетт Н. и др. (июнь 2013 г.). «Активация каспазы-1 воспалительной сомой NLRP3 регулирует НАДФН-оксидазу NOX2, контролируя функцию фагосомы» . Природная иммунология . 14 (6): 543–53. дои : 10.1038/ni.2595 . ПМЦ   3708594 . ПМИД   23644505 .
  33. ^ Монтейт А.Дж., Винсент Х.А., Канг С., Ли П., Клэйборн Т.М., Раджфур З. и др. (июль 2018 г.). «Активность mTORC2 нарушает подкисление лизосом при системной красной волчанке за счет нарушения расщепления Rab39a каспазой-1» . Журнал иммунологии . 201 (2): 371–382. doi : 10.4049/jimmunol.1701712 . ПМК   6039264 . ПМИД   29866702 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Caspase_1&oldid=1229497000"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1acfd2afe3896b6e1cb573b7074508e3__1718585940
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1a/e3/1acfd2afe3896b6e1cb573b7074508e3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Caspase 1 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)