Activation of specific apoptotic caspases with an engineered small-molecule-activated protease.
Activation of specific apoptotic caspases with an engineered small-molecule-activated protease.
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DOI：
10.1016/j.cell.2010.07.014
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发表时间：
2010-08-20
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Wells JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gray DC;Mahrus S;Wells JA
细胞凋亡是一种保守的细胞途径，导致半胱氨酸-天冬氨酰蛋白酶或半胱天冬酶的激活。为了剖析刽子手 caspase-3、-6 和 -7 在协调细胞凋亡中的非冗余作用，我们开发了一种正交蛋白酶来选择性激活人类细胞中的每种亚型。我们的方法使用小分子控制下的分裂烟草蚀刻病毒 (TEV) 蛋白酶，我们称之为 SNIPer，其 caspase 等位基因包含基因编码的 TEV 切割位点。这些研究表明，所有三种 caspase 均被短暂激活，但仅激活 caspase-3 或 -7 就足以诱导细胞凋亡。这里和其他人显示的蛋白质组学分析表明，26S 蛋白酶体的 33 个亚基中的 20 个可以被半胱天冬酶切割，并且我们证明了蛋白酶体抑制和剂量依赖性半胱天冬酶激活之间的协同作用。我们提出了一种蛋白水解相互负向调节模型，其对蛋白酶体抑制剂和促凋亡药物的临床联合使用具有机制意义。
Apoptosis is a conserved cellular pathway that results in the activation of cysteine-aspartyl proteases, or caspases. To dissect the non-redundant roles of the executioner caspases-3, -6 and -7 in orchestrating apoptosis, we have developed an orthogonal protease to selectively activate each isoform in human cells. Our approach uses a split-Tobacco Etch Virus (TEV) protease under small-molecule control, that we call the SNIPer, with caspase alleles containing genetically encoded TEV cleavage sites. These studies reveal that all three caspases are transiently activated but only activation of caspase-3 or -7 is sufficient to induce apoptosis. Proteomic analysis shown here and from others reveals that 20 of the 33 subunits of the 26S proteasome can be cut by caspases, and we demonstrate synergy between proteasome inhibition and dose-dependent caspase activation. We propose a model of proteolytic reciprocal negative regulation with mechanistic implications for the combined clinical use of proteasome inhibitors and proapoptotic drugs.
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