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关于和细胞凋亡相关的蛋白酶探究进展

关于和细胞凋亡相关的蛋白酶探究进展

日期：08月25日

摘要目前国内外许多学者都逐渐熟悉到细胞内蛋白酶和细胞凋亡密切相关，认为

这些蛋白酶可能在细胞凋亡的启动方面起着关键性功能。本文就这些蛋白酶的种类，底

物及其抑制剂的功能作一综述。

摘要：细胞凋亡；白介素1转换酶；蛋白酶

1概述

细胞凋亡是区别于细胞坏死的一种细胞死亡形式，它是在一定的生理和病理条件下，

一种并不引起机体炎症反应的细胞程序性死亡（programmedcellDeath,PCD）的过

程。细胞凋亡这一概念最早由Kerr等提出的[1，认为该种细胞死亡像秋天的树叶凋谢

一样，故称谓“Apoptosis”，希腊文即凋亡之意。细胞凋亡在形态学和生化改变方面

具有特征性。形态学改变包括细胞皱缩，染色质浓缩，核裂解成碎片，最终细胞膜及内

质网膜将完整细胞器及碎片包裹成多个分散的凋亡小体。生化改变以往认为内源性核酸

内切酶活性增加染色质核小体间DNA断裂是引起凋亡的一个启动因子，但有些具有细

胞凋亡特征性改变的却没有染色质核小体间DNA断裂，有的甚至缺乏细胞核[1，看来

仅仅以此酶活性增加作为凋亡的启动因子，不能得到满足的解释。目前许多学者都着重

于对细胞内蛋白酶的探究，认为这些蛋白酶可能在细胞凋亡的启动方面起着关键性功能。

探究依据为摘要：（1）在细胞凋亡早期已发现特异的、可复制的细胞内蛋白的降解[2。

（2）某些蛋白酶抑制剂可抑制细胞凋亡的发生[3。（3）部分病毒蛋白质功能类似蛋白

酶抑制剂，可以抑制细胞凋亡[4。（4）基因删除实验证实某些蛋白酶在细胞凋亡中起着

主要功能[5。

2白介素1转换酶家族（ICE家族）

在蛋白酶的探究中，探究得最早且最多的为白介素1转换酶（Interleukin1

convertingenzyme,ICE）是巯基蛋白酶的一种。ICE的功能是将无活性的31KD的

前白介素1（在天冬氨酸羧基端降解为有活性的17.5KD的细胞因子。ICE由Black等

和Kostura等[6在1989年发现，此酶有高度的底物特异性。ICE高度表达导致细胞死

亡，而ICE抑制剂如痘苗病毒CrmA可抑制由各种不同刺激因子诱导的细胞凋亡[7。在

线虫C.elegans的遗传学探究中发现1090个细胞中131个细胞出现了预定的细胞凋

亡，调控该程序性死亡的基因已被确认。基因删除实验证实有2个基因ced-3和ced-4

是引起细胞凋亡所必需的。尽管由ced-3编码的多肽其功能还不十分清楚，但这一分子

显示和人类ICE有广泛的相同部分，ced-3蛋白和ICE有29%氨基酸残基同源性。ced-3

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蛋白最长的保护顺序QACRG含有ICE活性所必需的半胱氨酸。14C碘乙酰胺标记和晶

体学探究[8均发现

ICE活性位于半胱氨酸残基，此基团在催化功能中起着关键功

能。活性型ICE是一个四聚体，由两个20KD和两个10KD亚基因组成。它是由无活

性型的45KD酶原在天冬氨酸-X连接处降解成20KD和10KD亚基。晶体学探究提示

2个亚基均是酶活性所必需的[8。由于