Analysis of Activation Mechanism of Calpain on the Basis of its Tertiary Structure

基于钙蛋白酶三级结构的激活机制分析

基本信息

  • 批准号:
    12308032
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Calpain is composed of two subunits, 80K and 30K, but 80K itself expresses full enzyme activity. The results of X ray analysis of calpain in the absence of Ca, show that the protease domain (II) of 80K comprising domains (I-IV) is composed of two sub-domains, II and Iib, which are quite similar to those in other cysteine proteases. However, they are separated and the proper active-site that exists between the two sub-domains is not formed. The activation mechanism corresponding to how these two sub-domains come closer to forn proper active-site by conformational changes induced by Ca, was examined. Two sub-domains are separated mainly by two kinds of interactions, interaction between I and cahnodulin domain (VI) in 30K, and interaction of lib with III. Upon binding Ca to VI and III, these interactions are disrupted resulting in large conformational changes that make two sub-domains come closer. Further, minor conformational changes induced by Ca binding to II are essential to make II active. Ill plays very important roles in this activation ; acting as the novel Ca binding sites, and also as the phopspholipids binding domain that determines cellular localization of active calpain. A novel Ca binding site was also predicted in II but its precise location is still unknown. To know the structure of Ca-bound form of calpain is essential to understand the final activation mechanism. Further experiments are now in progress along this line.
钙蛋白酶由两个亚基组成,分别为80k和30k,但80k本身表达了完全的酶活性。在不存在CA的情况下,Calpain的X射线分析的结果表明,包含结构域(I-IV)的80K的蛋白酶结构域(II)由两个子域II和IIB组成,II和IIB与其他半胱氨酸蛋白酶中的蛋白酶(I-IV)非常相似。但是,它们是分开的,并且没有形成两个子域之间存在的适当的活跃位点。研究了与这两个子域如何通过CA引起的构象变化更接近适当的活动位置的激活机制。两个子域主要通过两种相互作用分离,即30K中的I和Cahnodulin域(VI)之间的相互作用,以及LIB与III的相互作用。在与VI和III结合时,这些相互作用被破坏,导致构象变化,使两个子域变得更加接近。此外,CA与II结合引起的次要构象变化对于使II活跃至关重要。生病在这种激活中扮演着非常重要的角色。充当新型的Ca结合位点,也充当决定活性钙蛋白酶细胞定位的phopspholipids结合结构域。在II中还预测了一个新型的Ca结合位点,但其精确位置仍然未知。要了解CA-BON形式的CALPAIN的结构对于了解最终激活机制至关重要。现在,进一步的实验正在沿着这条线进行。

项目成果

期刊论文数量(49)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reverter, D.: "Structural basis for possible calcium-induced activation mechanism of calpain."Biol. Chem.. 382. 653-664 (2001)
Reverter,D.:“可能的钙诱导钙蛋白酶激活机制的结构基础。”生物。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
反町洋之: "筋ジストロフィーとカルパイン"蛋白質核酸酵素. 46. 1772-1780 (2001)
Hiroyuki Sorimachi:“肌营养不良症和钙蛋白酶”蛋白质核酸酶。46。1772-1780(2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Xiang-Ping H., et al.: "Identification of a glutamic acide and aspartic acid residue essential for catalytic activity of asdpergillopepsin II, a non-pepsin type acid proteinase."J.Biol.Chem.. 275. 26607-26614 (2000)
Xiang-Ping H. 等人:“鉴定对于 asdpergillopepsin II(一种非胃蛋白酶型酸性蛋白酶)催化活性所必需的谷氨酸和天冬氨酸残基。”J.Biol.Chem.. 275. 26607-26614(
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kitagaki,H., et al.: "Autolysis of calpain large subunit inducing irreversible dissociation of stoichiometric heterodimer of calpain."Biosci.Biotech.Biochem.. 64. 689-695 (2000)
Kitagaki, H., et al.:“钙蛋白酶大亚基的自溶诱导钙蛋白酶化学计量异二聚体的不可逆解离。”Biosci.Biotech.Biochem.. 64. 689-695 (2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Reverter, D.: "The structure of calcium-free nrcalpain : implications for calcium activation and function"Trends Cardiovasc. Med.. 11. 222-229 (2000)
Reverter, D.:“无钙 nrcalpain 的结构:对钙激活和功能的影响”Trends Cardiovasc。
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    0
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知道了