我思故我在
细胞计数仪
细胞凋亡是由引发剂和效应物caspase的连续激活进行的,在哺乳动物细胞中,引发剂caspase-9负责效应物caspase-3的激活,这个过程主要依赖于一个特定的多蛋白复合物。对于caspase-9来说,这个多蛋白复合物被称为凋亡体,包括凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)和细胞色素c(CytC)之间的一个异二聚体的七个拷贝。
一直以来,科学家们都希望能弄清楚Apaf-1凋亡体激活caspase-9的分子机制。此前施一公教授研究组发现以往报道的Apaf-1 CARD(caspase recruitment domain)结构域与caspase-9 CARD之间1:1相互作用不足以激活caspase-9。Apaf-1 CARD和caspase-9之间形成多聚复合体是caspase-9激活的基础,而三种类型的独特界面是多聚复合体形成的必要条件。而且,研究人员证实了多聚复合体上的另一个表面区域在caspase-9激活发挥必不可少的作用。
在此基础上,这一组研究人员进一步报道了一个凋亡全酶的冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构,并以此为指导进行了相应的生物化学分析,这些结构与生化分析结果表明,凋亡体至少能部分通过抑制性CARD结构域的螯合作用来激活caspase-9。
研究人员表示此前的机械研究大量依赖于在没有Apaf-1凋亡体存在的情况下改造的caspase-9,而这项研究中,他们分析了在Apaf-1凋亡体存在情况下的caspase-9活性的生物化学,结果表明Apaf-1凋亡体能通过两种方式来激活caspase-9:一种是由Caspase募集结构域(Caspase recruitment domain,CARD)介导的抑制作用,另外一种是刺激蛋白酶结构域的催化活性。
此外,此前施一公教授研究组还在Genes & Development上发文,通过单粒子冷冻电镜分析,在3.8 ?的原子级分辨率上,确定了一个完整的哺乳动物凋亡体Apaf-1的三维结构。
研究人员确定了一个完整的哺乳动物凋亡体的原子结构(3.8 ?分辨率)。结构分析连同结构引导的生化表征,揭示了细胞色素c如何通过与WD40重复的特异性相互作用,而解除Apaf-1的自动抑制。与自动抑制的Apaf-1的结构对比,揭示了dATP结合如何触发一系列的构象变化,从而导致凋亡体的形成。总而言之,这些研究结果,阐释了细胞色素c和dATP介导的Apaf-1激活的分子机制。
[来源:生物通]
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