Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 356
Текст из файла (страница 356)
При присоединении лигаида Газ-рецептор активируется, и его цитоплазматический домен смерти связывает виутриклеточиые адаптерные белки, которые, в свою очередь, связывают ииициаториые прокаспазы-8 и,'или -10. В ре- Птав816. Апоптав 1721 зультате образуется ВАС-комплекс (с(еаггг тг(истд этдпи(тлд сотр(ех — сигнальный комплекс, индуцируюший смерть). Становясь активными в В18С-комплексе, инициаторные каспазы активируют ~екторные прокаспазы и индуцируют апоптоз (рис. 18.6).
Как мы обсудим позже, в некоторых клетках внеп!ний путь должен задействовать также и внутренний путь апоптоза, чтобы усилить каспазный каскад и убить клетку. лимфоцит-киллер Еаз-пиганд клетка- Еав-крецептор сме апоптоз клетки-мишени ОБРАЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСА 0)ЗС АКТИВАЦИЯ И РАЗРЕЗАНИЕ ПРОКАСПАЗЫ-8 И1ИЛИ -18 Рис.
18.6. Внешний путь запуска апоптоза активируется через крецепторы смертна Газ. Еаэ-лиганд на поверхности лимфоцита-киллера активирует Газ-рецепторы смерти на поверхности клетки-мишени. Как лиганд, так и рецептор являются гомотримерами, Затем цитоплазматическая часть Газ и белок-адаптер ГА00 стыкуются друг с другом через домен смерти, имеющийся на каждом из белков (ЕА00 расшифровывается как Еоз-азэос)отед оеатб дотла!и).
Каждый ГА00-белок образует комплекс с инициаторной п рокаспаэай (прокаспазой-8, прокаспазой-10 или обеими прокаспазами) через зффекторный домен смерти, имеющийся и на ЕА00, и на прокаспазе. Таким образом формируется О!5С (г)еатМлоисеб т)дпадлд соглр1ех). Молекулы иници вторн ых прокаспаз в этом комплексе находятся очень близко друг от друга, что приводит к их активации; затем акти ви рова нные прокаспазы разрезают друг друга, в результате чего акти ви рова нные пратеазы стабилизируются и превращаются в каспазы. После этого активированные каспазы-8 и каспазы-10 разрезают и активируют эффекторные прокаспазы, вызывая каспазный каскад, приводящий к апоптозу.
Мноп!е клетки вырабатывают белки. ингибиторы, препятствующие передаче сигнала смерти и действующие как вне, так и внутри клетки. Н!!!гример, некоторые из клеток зкспрессируют на своей поверхности Рег(епторы приманки, у которых есть лиганд связываюзций домен, но нет домена смерти; поскольку такие рецеп торы могут связать лиганд смерти, не активируя апоптоз, они конкурентно ингибируют рецепторы смерти. Клетки также вырабатывают внутриклеточные белки блокаторы, подобные инициаторной прокаспазе, но только без протеолитического домена. К таким белкам относится белок Р1.1Р; он конкурирует с прокаспазой-8 и прокаспазой 10 за сайты связывания на 1)18С, ингибируя тем самым активацикт инициаторных прокаспаз.
11одобные механизмы ингибирования помогают предотвратить спонтанный запуск апоптоза по внешнему пути. 1722, Часть)17, йнутренняя Организвция кдеткй Нри некоторых обстоятельствах рецепторы смерти передают другие внутри клеточные сигналы, не приводящие к апоптозу. К примеру, ТХГ рецепторы могут также активировать )х(ГкВ путь (см. главу 15), который может способствовать выживанию клетки и активирует гены, участвуюгцие в воспалительной реакции. Какой ответ будет преобладать —. зависит от типа клетки и от поступающих к ней сигналов. 13.1.0. В эпг(усне ВИОгттОВВ ОО ниутреииейя)г п)(ти учнстнун)т ЗДИтОХОНД)гИИ Клетки могут также запускать свох! программу апоптоэа изнутри, обычно в ответ на ст)тессовое воздействие, такое как повреждение ЛНК или недостаток кислорода, питательных веществ или внеклеточных сигналов выживания (см.
ниже). В клетках позвоночных такая внугриклеточная активация апоптотической программы смерти происходггг особым образом: в цитоплазму выходят митохондри альные белки, в норме находящиеся в межмембранном пространстве этих органелл (см. рис. 12.21, а). Некоторые из вышедших в цитоплазму белков активируют там каспазный протеолитический каскад, что приводит к апоптозу. Среди белков митбхондрий, участвующих в запуске апоптоза изнутри клетки, особую роль играет цитохром с, водорастворимый компонент митохондриальной электрон транспортной цепи.
В цитоплазме (рпс. 1((.7) он выполняет совершенно другую функцию: он связывается с адаптерным белком Ара(1 (дрор!0(гс рго!епзе пс(гпа(гпд (ас(ог ! — ппоптотический фоктггр г!ктивацгги п(тотеаз), активирующим прокасцазу, в результате чего Ара(1 олигомеризуется, образуя колесовид ный гептамер, получивший название апоптосомы. Ьелки Ара11 затем связывактт инициаторные прокаспазы (прокаспазу 9), которые активируются, сближаясь в) КОНЕРОЛЬ цитохром-с-бЕР окраска митохондрий Рис. 18лк Выход цитокромв с из митохондрии при впоптозе.
Флуоресцентные микрофотографии рвковык клеток человека в культуре, а) В контрольные клетки введен ген, кодирующий гибридный белок, состоящий из цитохрома с, связанного с зеленым флуоресцентным белком (цитохром-с-бЕР); кроме того, они содержали положительно заряженный красный краситель, накапливающийся в митохондриях.
Перекрывание распределений красного и зеленого говорит о том, что цитохром-с-бЕР локализован в митохондриях. б) Клетки, зкспрессирующие цитохром-с-бЕР, подвергали действию ультрафиолетового излучения, вызывающего апоптоз, и спустя 5 часов окрасили знтителами к цитохрому с (красный цвет); зеленым показано распределение цитохрома-с-бЕР. В шести клетках в нижней части микрофотографий на рисунке (б) цитохром с вышел из митохондрий в цитоплазму, а в остальных — еще нет. (Из !. С. бо1дзте(п ес а!., Лгат. Се!! В!о!. 2: 156-162, 2000.
С разрешения издательстве Месят(11ап Риы!зпегз Стб.) б) ВОЗДЕЙСТВИЕ УФ ИЗЛУЧЕНИИ 10 мкм цитохром-с-бЕР антитела к цитохрому с 25 мкм (лвва18.Апоптоз 1723 САНО-домен прокаспаэа-9 а) выход смммааккв и активация ярокэспазы-9 цитохромом с вяоптосомы, гклрапкз запускаемое вязанною вмсвобажяекием 6АО ТР Яо СЛОР в обмен нв 6АТР Апоптосоьв квсгмзе-9 расщепляет и тем самым активирует эффвхюрные прокаспвзы цитохром с амвжмембранном пространстве 10 мкм митохондрия Рис. 18.8.
Внутренний путь апоптоза. а) Схема активации Ара(1 вышедшим в цитоплаэму цитохромом с. Связывание с цитох ромом с приводит к тому, что Ара(1 гидролизует связанный с н им 6АТР до 6 А ОР (не показана). Замена 6АОР на 6АТР или АТР (не показано) индуцирует образование большой гептаме рной апоптосомы, сосюя щей из комплексов Ара(1 с цитохромом с, после чего апоптосома связывает про на с пазу-9 с помощью САВО домена (саэ разе гесгц игл епт 6огпагп), имеющегося на каждом из участвующих белков. В составе апоптосомы молекулы прокаспазы-9 активируются и становятся способными к расщеплению и активации следующих — эффекторных — про каспа э.
Другие белки, высвобожденные из межмембранного пространства, не показаны. б) Модель трехмерной оруктуры апоптосомы. Обратите внимание, что некоторые специалисты употребляют термин «апоптосома» по отношению к комплексу, содержащему прокаспазу-9. (б, из О. Асекагп ет а(., Моб Сед 9: 423-432, 2002. С разрешения издательства Е(тешет.) друг с другом в апоптосоме, точно так же, как прокаспазы 8 и 10 активируются в комплексе Р18С. Молекулы активной каспазы 9 затем активируют следуюшие— эффекторные — прокаспазы и иидуцируют апоптоз (рис. 18.8). Как упомянуто выше, в некоторых клетках внешний путь запуска апоптоза нуждается в поддержке внутреннего пути для усиления сигнала к убийству клетки. Это происходит через активацию белка, принадлежащего к семейству Вс)2, к об суждению чего мы сейчас перейдем. ЗВЛ.б.
Белки Вс12 регулируют внутренний путь запуска апоптоза Внутренний путь запуска апоптоза строго контролируется, чтобы самоубийство клеток происходило только тогда, когда это необходимо. Большой класс внутриклеточных регуляторов апоптоза составляет семейство белков Вс!2, которые, подобно каспазам, практически одинаковы у всех животных от червей до че ловека; человеческий белок Вс!2, к примеру, может подавлять апоптоз, если его экспрессировать в С. е1едапэ. Белки Вс!2 млекопитающих регулируют внутренний путь запуска апоптоза, контролируя выход цитохрома с и других межмембранных митохондриальных белков в цитоплазму.
Некоторые белки Вс!2 являются проапоптотическими и способствуют апоптозу, ускоряя высвобождение белков в цитоплазму, в то время как Гяввв3а Апс1 3 122б нные межмем простр ки цитохром с . другие белки вмежмембренном пространстве Рис. 18.10. Роль провпоптотических ВН123-белков семейства Вс!2 1в основном Ввх и Ввй) в высвобождении митохондривльных межмембрвнных белков при запуске апоптозв по внутреннему пути.
Дкгивировзнные стимулом к зпоптозу ВН123-белки згрегируют на внешней мембране митохондрии и высвобождают цитохром с и другие белки из межмембрзнного пространства в цитоплззму по неизвестному механизму. Антиапоптотические белки, такие как сам Вс!2 и Вс!-Х„, также локализо. ваны по большей ча«ти на цитоплазматической поверхности внешней мембраны митохондрий, ЭР и ядерной оболочки, помогая сохранить целостность мембраны, например, предотвращая несвоевременное высвобождение межмембранных белков из митохондрии либо Саа' из ЭР. Эти белки подавляют апоптоз в основном за счет связывания проапоптотических Вс!2 белков и их ингибирования — как на упомянутых мембранах, так и в цитоплазме.
На внешней мембране митохондрий, к примеру, они связывают Ваи и предотврап1ают его олигомеризацию, тем самым ингибируя высвобождение цитохрома с и других межмембранных белков. У млекопитающих имеется по меныпей мере пять анпгапоптотических Вс!2 белков, и каждой клетке млекопитающего необходим для выживания хотя бы один из них. Более того, для успешной активации апоптоза изнутри клетки количество таких белков должно уменьшиться: в этом участвуют белки, содержащие лишь домен ВНВс ВНЗ-оп1у-белки представляют собой наиболее широкий подкласс в семействе белков Вс12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
