Введение
Мотивы взаимодействия, обнаруженные в широком спектре белков Домены рекрутмента каспазы или домены активации и рекрутмента каспазы (CARD), являются мотивами взаимодействия, обнаруженными в широком спектре белков, как правило, участвующих в процессах, связанных с воспалением и апоптозом. Эти домены опосредуют образование более крупных белковых комплексов посредством прямого взаимодействия между отдельными CARD. CARD-функции обнаруживаются на удивительно широком диапазоне белков, включая геликазы, киназы, митохондриальные белки, каспазы и другие цитоплазматические факторы.
Caspase recruitment domains, or caspase activation and recruitment domains (CARDs), are interaction motifs found in a wide array of proteins, typically those involved in processes relating to inflammation and apoptosis. These domains mediate the formation of larger protein complexes via direct interactions between individual CARDs. CARDs are found on a strikingly wide range of proteins, including helicases, kinases, mitochondrial proteins, caspases, and other cytoplasmic factors.
Основные особенности
CARD - это подкласс белкового мотива, известный как "смертная складка", который представляет собой расположение шести-семи антипараллельных альфа-вертолетов с гидрофобным ядром и внешней поверхностью, состоящей из заряженных остатков. Другие мотивы в этом классе включают пиринный домен (PYD), домен смерти (DD) и домен эффектора смерти (DED), все из которых также функционируют в основном в регуляции апоптоза и воспалительных реакций.
В апоптозе
Первоначально CARD характеризовались на основе их участия в регуляции активации каспазы и апоптоза. Основная шестиспиральная структура домена, по-видимому, сохранилась еще в генах ced 3 и ced 4 в C. elegans, организме, в котором впервые были охарактеризованы несколько компонентов апоптотического механизма. CARD присутствуют на ряде белков, способствующих апоптозу, в основном на 1, 2, 4, 5, 9 и 15 каспасах у млекопитающих.
Обработка IL-1 и IL-18
Было показано, что ряд CARD играет роль в регулировании воспаления в ответ на бактериальные и вирусные патогены, а также на различные эндогенные сигналы стресса. Недавно исследования белка NLR Ipaf 1 дали представление о том, как CARD участвуют в иммунном ответе. Ipaf 1 имеет N-терминал CARD, нуклеотидный связывающий домен, и C-терминал лейцин-богатых повторов (LRR), которые, как полагают, функционируют аналогично тем, что обнаружены в рецепторах типа Toll. Основная роль этой молекулы, по-видимому, заключается в регуляции протеолитической обработки про- IL 1β и про- IL 18 в их зрелые формы посредством ассоциации в большом комплексе, известном как воспалительная клетка. При активации Ipaf 1 внутриклеточной бактерией S. typhimurium или другими стрессовыми сигналами, Ipaf 1 привлекает CARD, содержащий адаптер, называемый ASC и каспазу 1 в неизвестной стехиометрии через ассоциацию CARD CARD. Этот комплекс, в свою очередь, приводит к аутопротеолитической активации каспазы 1 и последующей зрелости IL 1β и IL 18.
Антивирусная сигнализация
Недавно было показано, что подмножество CARD, содержащее белки, участвует в распознавании внутриклеточной двойной нитей РНК, общей составляющей ряда вирусных геномов, включая пара- и ортомиксовирусы и рабдовирусы. В отличие от NLR, эти белки, называемые RIG I и MDA5, содержат двойные N-терминальные CARD и C-терминальные домены РНК-геликазы, которые непосредственно взаимодействуют с двойной нитью вирусной РНК и обрабатывают ее. Эта обработка делает CARD доступными для взаимодействия с CARD IPS 1/MAVS/VISA/Cardif, адаптером, установленным в митохондриях. Хотя взаимодействие между IPS 1 и RIG I/ MDA 5 было показано in vitro, природа комплекса, образующегося при обнаружении вируса, не была охарактеризована. Адапторный белок VISA дополнительно активирует ингибитор семейства белковых киназ ядерного фактора каппа-В (ИКК). Хотя канонические члены семьи IKK IKKa и IKKb необходимы для вирусной активации NF κB, неканонические члены семьи IKK TBK1 и IKBKE отвечают за фосфорилирование и активацию IRF3 и IRF7 (Fitzgerald et al., 2003; Hemmi et al., 2004; Matsui et al., 2006). Различные исследования также показали участие нескольких других компонентов сигнализации в вирусно-индуцированной активации NF κB и/или IRF3, включая TRAF3, TRAF6, TANK, NEMO (IKKg), TRADD, FADD и RIP (Kawai et al., 2005; Michallet et al., 2008; Oganesyan et al., 2006; Saha et al., 2006; Xu et al., 2005; Zhao et al., 2007).
Автоиммунитет
Из-за их роли регуляторов воспаления, конститутивная активация некоторых белков, содержащих CARD, либо в результате мутации, либо в результате постоянного присутствия стрессовых сигналов, может играть причинную роль в ряде воспалительных синдромов. Повышение мутаций функции внутриклеточного белка NOD2 связано с повышенным риском заболевания Крона. Активирующие мутации по крайней мере в двух связанных с PYD белках, криопирина/CIAS 1 и пирина/MEFV, были связаны с синдромом Муккле-Уэллса и семейной средиземноморской лихорадкой соответственно.