Кіріспе
Өлім эффекторы домені (ӨЭД) – тек эукариоттарда ғана кездесетін, жасушалық сигналдау жолдарының әртүрлілігін реттейтін ақуыздық өзара әрекеттесу домені. DED домені белсенді емес прокаспаздарда (цистеин протеаздарында) және апоптоз каскадында каспазаның белсенділігін реттейтін, мысалы, FAS-қа байланысты өлім доменін қамтитын белоктарда (FADD) кездеседі. FADD прокаспаза 8 және прокаспаза 10-ды өлімге шақырылатын сигналдық кешенге (DISC) қосады. Бұл қосылу прокаспазалық DED мен белсенді TNF рецепторларымен тікелей байланысты адаптерлік белоктағы екінші DED арасындағы гомотиптік өзара әрекеттесу арқылы жүзеге асады. Кешен құру процесі прокаспазаның протеолиздік белсендірілуіне және белсенді каспаза түріне айналуына мүмкіндік береді, бұл апоптоздың (жасуша өлімінің) басталуына әкеледі. Құрылымдық тұрғыдан DED домендері – "өлім бүктемесі" деп аталатын ақуыз мотивінің кіші класы болып табылады және 6 альфа-спиральдан тұрады, олар Өлім доменінің (DD) құрылымына өте ұқсас.
The death effector domain (DED) is a protein interaction domain found only in eukaryotes that regulates a variety of cellular signalling pathways. The DED domain is found in inactive procaspases (cysteine proteases) and proteins that regulate caspase activation in the apoptosis cascade such as FAS associating death domain containing protein (FADD). FADD recruits procaspase 8 and procaspase 10 into a death induced signaling complex (DISC). This recruitment is mediated by a homotypic interaction between the procaspase DED and a second DED that is death effector domain in an adaptor protein that is directly associated with activated TNF receptors. Complex formation allows proteolytic activation of procaspase into the active caspase form which results in the initiation of apoptosis (cell death). Structurally the DED domain are a subclass of protein motif known as the death fold and contains 6 alpha helices, that closely resemble the structure of the Death domain (DD).
Құрылымы
DED – DD суперотбасының кіші тобы (осы суперотбасындағы басқа танымал домендер: каспаза рекруттеу домені (CARD), пирин домені (PYD) және өлім домені (DD)). Кіші отбасылар құрылымдық жағынан бір-біріне ұқсас, олардың барлығы (әсіресе DED) 6 альфа-спиральдің жиынтығынан тұрады, бірақ олардың беткі ерекшеліктері әртүрлі. Бұл белок доменінің толық бастапқы құрылымы әлі келісіммен анықталған жоқ. Кейбір зерттеулерде 2-184 қалдықтар сипатталған, бірақ C және N терминальдық қалдықтар әлі анықталмаған. DED-тің ерігіштігі мен агрегациясын анықтайтын аминқышқылдарының болуы каспаза 8 және MC159 сияқты әртүрлі белоктарда DED-ті анықтауға мүмкіндік берді. Доменнің екіншілік құрылымы, айтылғандай, 6 альфа-спиральдан тұрады. Доменнің үшіншілік құрылымы адамдағы каспаза 8-дің кристалды құрылымы арқылы сипатталған. Құрылымды сипаттау үшін X-RAY дифракциясы әдісі қолданылды және алынған ажыратымдылығы 2.2 Å құрады. Бұл белоктағы DED-тер асимметриялық бірлік димерін көрсетеді, оның интерфейсінде екі сутекті байланыс желісі бар, олар жіп тәрізді құрылым ретінде көрінеді. DED-тің функциясы оның құрылымымен анықталады. Қол жеткізілген мәліметтерге сәйкес, каспазаны белсендіретін және апоптозды іске қосатын гомотиптік өзара әрекеттесулер серіктестер арасындағы (мысалы, каспаза 8 жағдайында DED1 және DED2) асимметриялық беттік контактілер арқылы жүзеге асады. Бетті құрайтын қалдықтар әдетте зарядталған аминқышқылдары болып табылады, бірақ доменнің өзара әрекеттесетін бетінде қысқа гидрофобтық аймақ та байқалады.
Функция
DED домені ең алдымен апоптоздағы рөлімен белгілі. Дегенмен, DED құрамындағы ақуыздар басқа жасушалық процестерге де қатысады, осылайша жасушаның өмір сүруі мен өлуіне қатысты шешімдерді бақылайды.
Сыртқы апоптоз
Апоптоз – организмнің өмірлік циклы кезінде артықшылықтар беретін бақыланатын және бағдарламаланған жасуша өлімі. Экстринстік жолды өлімдік стимулдарға жауап ретінде белсенді болатын протеазалар тобы басқарады. Бұл процесте DED-тің рөлін білу үшін мультибелоктық өлімдік сигналдық кешеннің (DISC) қалыптасуын бақылау маңызды. DR4, TRAIL R2 және CD95 – бұл өлім рецепторлары (TNF рецепторлар суперотбасының мүшелері), олар жасушаішілік өлім домендерін (DD) пайдалана отырып бір-бірімен өзара әрекеттеседі. FADD-тің DD, DED құрамындағы ақуыз, осы DD-мен өзара әрекеттесе алады. Мұнда FADD DED функциясы – FADD-ті өзін-өзі байланыстыру арқылы тұрақтандырылған құрылымды құру. Бұл өзара әрекеттесулер α1/α4 және α2/α3 спиральдарымен анықталады: α1/α4 спиральдарынан Ser1, Val6, His9, Leu43, Asp44 және Glu51 қалдықтары екінші молекуланың α2/α3 спиральдарынан Thr21, Phe25, Lys33, Arg34, Glu37 және Glu51 қалдықтарымен байланыста болады. Әрбір өзара әрекеттесу 1062 Å2 аумақты қамтиды және гидрофобтық тізбектердің, сутектік байланыстардың және тұздық көпірлердің үлесін қамтиды. Соңғы гомодимердің құрылымы әрбір суббірлікте 2 өзара әрекеттесу орны болуы үшін бағдарланған. Прокаспаза 8, сондай-ақ DED құрамындағы ақуыз, FADD DED-ке сәйкес келеді. Сондықтан олар DED арқылы мономерлер түрінде FADD-қа тартылады. Бұл өзара әрекеттесу прокапаза 8 DED A-ның α1/α4 және FADD DED α2/α3 немесе FADD DED-тің α1/α4 және прокапаза 8 DED B-ның α2/α5 спиральдары арқылы анықталады. Прокаспаза 8 DED B FADD-пен өзара әрекеттеседі және DED A каспаза 8 тізбегінің қалыптасуын қамтамасыз етеді, немесе керісінше. Дегенмен, екі жағдайда да өзара әрекеттесу прокаспаздар арасында димердің пайда болуына әкеледі, бұл конформациялық өзгеріске алып келеді. Бұл димеризация белсенді ортақты құру үшін қажет; p12 суббірлігі босатылады және кейіннен кіші p10 суббірлігіне өңделеді. Прокаспаза 8-дің екі молекуласы осы p10 суббірліктерімен байланысып, белсенді протеаза 8 жасуша өлімін тудырады.
ФЛАШ
FLICE үлкен ақуызбен байланысты. DED-қа ұқсас доменді қамтиды, бірақ гомология өте нашар және оның функциясы әлі анықталған жоқ.
ДЭҚ-ны терапиялық мақсатта пайдалану
DED кешендері жасушаның өмір мен өлім процестерін бақылаудың маңызды кезеңдерінде жұмыс істейтіні дәлелденді. Бұл білім терапияда ерекше пайдалы, себебі жасуша өмірінің бұзылуымен байланысты көптеген аурулар бар. Апоптоздың болмауы – қатерлі ісіктің белгісі. Кейбір жағдайларда прокаспаза 8 гені метилирлену арқылы өшіріледі, сондықтан белсенді протеазаға ие болу үшін эпигенетикалық емді қолданып генді қайта белсендіру қажет. Басқа жағдайларда FLIP – активті каспазаның түзілуін қозғалыссыз қалдыратын антиапоптотикалық молекуланың өте жоғары экспрессиясы байқалады. Мұндай жағдайларда кейбір қатерлі ісікке қарсы препараттар FLIP экспрессиясын төмендетеді. Дегенмен, бұзылған апоптоз қатерлі ісікке ғана тән емес, сондай-ақ қабыну және нейродегенеративті аурулар сияқты осы типтегі еммен емдеуге болатын басқа да аурулар бар.