caspase家族的特点

caspase

家族及在细胞凋亡中的作用

注

本文仅是基础知识，目前这方面进展十分快，需要更新更多的知识。如

caspase

家族目前

发现至少

种。这里仅介绍几种常见的成员。目的是让大家了解到

caspase

家族的概况，

以及在细胞凋亡中的作用。

一

caspase

家族蛋白酶的组成

未活化的

caspase

家族蛋白酶是以酶原形式存在的，酶原的氨基端有一段被称为

“

原结构

域

”(pro

-domain)

的序列。酶原活化时不但要将原结构域切除，并且要将剩余部分剪切成一大

一小两个亚基，

分别称为

P20

和

P10

，

活性酶就是由这两种亚基以

(P20/P10)2

的形式组成的。

这种活化反应也是

Asp

特异的，剪切发生在酶原中保守序列的

Asp

与其后的氨基酸残基之

间，

一般是先切下羧基端的小亚基，

然后再从大亚基的氨基端切去原结构域。

这种剪切可以

是酶原及中间活性酶自我催化，也可以是其它

ICE

家族蛋白酶的作用，还有其它酶类如颗

粒酶

参与。

表

5. caspase

家族蛋白酶的识别序列及作用底物

蛋白酶名称

别名

识别序列

底物

caspase 1 ICE YV

AD pro-IL-1

 , pro

-caspase 3, pro-caspase 4

caspase 4 TX, ICH-2, ICErel-II

pro-caspase 1

caspase 5 ICErel-III, TY

mICH3

mICH4

caspase 2 ICH-1

PARP

caspase 9 ICE-LAP6, Mch6

PARP

caspase 3 CPP32, Yama, apopain DEVD PARP, DNA-PK, SRE/BP, rho-GDI, KC



caspase 6 Mch2 VEID lamin A

caspase 7 Mch3, ICE-LAP3, CMH-1 DEVD PARP, pro-caspase 6

caspase 8 MACH, FLICE, Mch5 DEVD pro-caspase3,4,7,9,10

caspase 10 Mch4 YV

caspase 11 ICH3, FLICE2

CED-3

已命名的

caspase

家族成员均已克隆成功，它们不但在氨基酸序列上具有同源性，而且在空

间结构上也很相似。目前已经获得了

caspase-1(ICE)

和

caspase-3(CPP32)

的

线结晶图像，

结果显示它们具有相似的空间结构，在

P20

的

端和

P10

的

端有

200

多个氨基酸残基的

序列尤为保守，在空间结构上组成相似的



折叠中心和相邻的



螺旋，保守的、对蛋白酶

活性有特殊意义的氨基酸残基均位于这一段，

并形成特定的结构。

不同源的序列主要存在于

P20

的

端和

P20

与

P10

交界处，这两个部位的氨基酸残基在蛋白酶活化过程中一般被全

部或部分切除。

所有的成员都保守性地包含有与底物

P1Asp

作用的氨基酸残基，如在

ICE

中，它们是催化

中心的

Cys285

，与酶

抑制剂复合物的巯基半缩醛以氢键结合的

His237

，以及可以稳定反应

中间物氧阴离子的

Gly238

。

另外，

Arg179

、

Arg341

、

Gln383

和

Ser347

形成容纳

P1Asp

的

“

口

袋

”

，

Ser339

靠近

Cys285

的巯基，以氢键结合

位的酰胺。与

P2~P4

作用的氨基酸残基则

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