細胞雕亡的3種途徑是什麽?
1、雕亡抑制物
正常活細胞因為核酸酶處於無活性狀態,而不出現DNA斷裂,這是由於核酸酶和抑制物結合在壹起,如果抑制物被破壞,核酸酶即可激活,引起DNA片段化(fragmentation)。
現知caspase可以裂解這種抑制物而激活核酸酶,因而把這種酶稱為Caspase激活的脫氧核糖核酸酶(caspase-activateddeoxyribonuleaseCAD),而把它的抑制物稱為ICAD。
因而,在正常情況下,CAD不顯示活性是因為CAD-ICAD,以壹種無活性的復合物形式存在。ICAD壹旦被Caspase水解,即賦予CAD以核酸酶活性,DNA片段化即產生。
有意義的是CAD只在ICAD存在時才能合成並顯示活性,提示CAD-ICAD以壹種其轉錄方式存在,因而ICAD對CAD的活化與抑制卻是必需要的。
2、破壞細胞結構
Caspase可直接破壞細胞結構,如裂解核纖層,核纖層(Lamina)是由核纖層蛋白通過聚合作用而連成頭尾相接的多聚體,由此形成核膜的骨架結構,使染色質(chromatin)得以形成並進行正常的排列。
在細胞發生雕亡時,核纖層蛋白作為底物被Caspase在壹個近中部的固定部位所裂解,從而使核纖層蛋白崩解,導致細胞染色質的固縮。
3、調節蛋白喪失功能
Caspase可作用於幾種與細胞骨架調節有關的酶或蛋白,改變細胞結構。其中包括凝膠原蛋白(gelsin)、聚合粘附激酶(focaladhesionkinase,FAK)、P21活化激酶α(PAKα)等。
這些蛋白的裂解導致其活性下降。如Caspase可裂解凝膠原蛋白而產生片段,使之不能通過肌動蛋白(actin)纖維來調節細胞骨架。
除此之外,Caspase還能滅活或下調與DNA修復有關的酶、mRNA剪切蛋白和DNA交聯蛋白。由於DNA的作用,這些蛋白功能被抑制,使細胞的增殖與復制受阻並發生雕亡。
所有這些都表明Caspase以壹種有條不紊的方式進行"破壞",它們切斷細胞與周圍的聯系,拆散細胞骨架,阻斷細胞DNA復制和修復,幹擾mRNA剪切,損傷DNA與核結構,誘導細胞表達可被其他的細胞吞噬的信號,並進壹步使之降解為雕亡小體。
擴展資料
雕亡的執行:
盡管雕亡過程的詳細機制尚不完全清楚,但是已經確定Caspase即半胱天冬蛋白酶在雕亡過程中是起著必不可少的作用。
細胞雕亡的過程實際上是Caspase不可逆有限水解底物的級聯放大反應過程。至少已有14種Caspase被發現,Caspase分子間的同源性很高,結構相似,都是半胱氨酸家族蛋白酶。
根據功能可把Caspase基本分為二類:壹類參與細胞的加工,如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ,形成有活性的IL-1β和IL-1δ;第二類參與細胞雕亡,包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族壹般具有以下特征:
1)C端同源區存在半胱氨酸激活位點,此激活位點結構域為QACR/QG。
2)通常以酶原的形式存在,相對分子質量29000-49000(29-49KD),在受到激活後其內部保守的天冬氨酸殘基經水解形成大(P20)小(P10)兩個亞單位,並進而形成兩兩組成的有活性的四聚體,其中,每個P20/P10異二聚體可來源於同壹前體分子也可來源於兩個不同的前體分子。
3)未端具有壹個小的或大的原結構域。
參與誘導雕亡的Caspase分成兩大類:啟動酶(inititaor)和效應酶(effector)它們分別在死亡信號轉導的上遊和下遊發揮作用。
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