Введение
Ген, кодирующий белки в виде Homo sapiens Caspase 1/Interleukin 1 конвертирующий фермент (ICE) является эволюционно консервативным ферментом, который протеолитически расщепляет другие белки, такие как прекурсоры воспалительных цитокинов интерлейкина 1β и интерлейкина 18, а также индуктор пироптоза Gasdermin D, в активные зрелые пептиды. Два воспалительных цитокина, активированных Caspase 1, выделяются из клетки для дальнейшего стимулирования воспалительного ответа в соседних клетках.
Caspase 1/Interleukin 1 converting enzyme (ICE) is an evolutionarily conserved enzyme that proteolytically cleaves other proteins, such as the precursors of the inflammatory cytokines interleukin 1β and interleukin 18 as well as the pyroptosis inducer Gasdermin D, into active mature peptides. The two inflammatory cytokines activated by Caspase 1 are excreted from the cell to further induce the inflammatory response in neighboring cells.
Экспрессия клеток
Каспаза 1 эволюционно консервативна у многих эукариотов из царства Animalia. Из-за его роли в воспалительном иммунном ответе, он высоко экспрессируется в иммунных органах, таких как печень, почки, селезенка и кровь (нейтрофилы). После инфекции воспалительная реакция увеличивает экспрессию Caspase 1, благодаря механизму положительной обратной связи, который усиливает реакцию. а также некаталитический домен активации и рекрутирования каспазы (CARD) Он взаимодействует с другими белками, содержащими CARD, такими как белки, содержащие CARD (ASC) и рецептор NOD (NLR) семейства домена CARD, содержащего белок 4 (NLRC4), посредством взаимодействий CARD CARD при образовании воспалительных сомов.
Активация
Каспаза 1, обычно в своей физиологически неактивной форме зимогена, автоактивируется, когда она собирается в нитевидный комплекс воспалительных сомов путем автопротеолиза в подединицы p10 и p20.
Протеолитический расщепление
Активированная каспаза 1 протеолитически расщепляет про- IL 1β и про- IL 18 в их активные формы, IL 1β и IL 18. Активные цитокины приводят к воспалительной реакции. Он также расщепляет Гасдермин D в его активную форму, что приводит к пироптозу. Сами зрелые цитокины не содержат необходимых сортировочных последовательностей для входа в секреторный путь ER Golgi, и, таким образом, не выводятся из клетки обычными методами. Однако, теоретически, выделение этих провоспалительных цитокинов не зависит от клеточного разрыва через пироптоз, и на самом деле является активным процессом. Существуют доказательства как в пользу, так и против этой гипотезы. Тот факт, что для многих типов клеток цитокины секретируются, несмотря на то, что они не показывают абсолютно никаких признаков пироптоза, подтверждает эту гипотезу. Однако некоторые эксперименты показывают, что нефункциональные мутанты Gasdermin D все еще имели нормальный расщепление цитокинов, но не имели способности их секретировать, что указывает на то, что пироптоз может быть необходим для секреции каким-то образом.
Пироптозный ответ
После воспалительного ответа активированная Каспаза 1 может индуцировать пироптоз, литическую форму гибели клеток, в зависимости от полученного сигнала, а также от конкретного белка домена сенсора воспалительного соединения, который его получил. Хотя пироптоз может быть необходим или не может быть необходим для полной воспалительной реакции, воспалительная реакция полностью необходима, прежде чем может произойти пироптоз.
Другие роли
Было также показано, что каспаза 1 вызывает некроз и может также функционировать на различных стадиях развития. Исследования аналогичного белка у мышей предполагают, что он играет роль в патогенезе болезни Гентингтона. Альтернативное сплайсирование гена приводит к пяти вариантам транскрипта, кодирующим различные изоформы. Недавние исследования показали, что каспаза 1 способствует гибели Т-клеток CD4 и воспалению ВИЧ, два характерных события, которые способствуют прогрессированию ВИЧ-инфекции в СПИД. Активность каспазы 1 также связана с лизосомной окислением после фагоцитоза бактерий и иммунных комплексов.