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.

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.