caspase蛋白1 ppt课件
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细胞凋亡蛋白酶caspase
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目前有14种Caspase被发现
Caspase分类
根据Caspase在级联反应上、下游的位置及功能的不同分类：
1、为凋亡始动子（位于级联反应上游）
包括Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10等，
能在其他蛋白参与下发生自我活化并激活下游的Caspase。
2、为凋亡效应子（位于级联反应下游）
污染物对其影响
十溴联苯醚（BDE-209）是近年来环境中含量增长较快的环 境有机污染物。
以往认为低剂量 BDE-209 无毒性，而忽略了 BDE-209 具有 PBDEs 的难降解性、环境稳定性、高脂溶性和生物放大作用，易 通过食物链在生物体内蓄积，当蓄积达到一定量后，会对生物体 产生危害，如神经发育毒性、生殖毒性等。
在脑组织损伤、缺血和发育中的凋亡过程中可检测到 caspase-3 的活性增强，caspase-3 与 BDE-209 暴露存在剂量关系， 且联合窒息可加重这种损伤作用。
污染物对其影响
PAEs 增塑剂中 邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯( di-(2-ethylhexyl ) phthalate，DEHP )
细胞凋亡存在于多细胞生物的整个生命过程当中，可及时清 除机体内多余和受损伤的细胞，维持组织器官的稳定性。
细胞凋亡
接受凋亡信号
凋亡调控分子间的相互作用
蛋白水解酶的活化
进入连续反应过程
4类蛋白分子： 凋亡蛋白酶(caspases)、衔接蛋白(adapterproteins)、Bcl一2和凋亡抑制蛋白(IAPs）。
内源性细胞凋亡途径起始于线粒体，细胞凋亡信号刺激细 胞色素 c（Cytc）从线粒体中释放并与凋亡蛋白活化因子-1 （Apaf-1）结合，募集并激活caspase-9，然后激活下游的 caspase-3、caspase-8 诱导细胞凋亡的发生。
《caspase蛋白》课件
Caspase蛋白
深入了解Caspase蛋白的结构和功能，探索其在细胞凋亡和疾病中的重要作用。
概述
什么是Caspase蛋白？
Caspase蛋白是一类关键的囊泡内蛋白酶，参与细胞凋亡和炎症反应等生物学过程。
Caspase蛋白的功能
Caspase蛋白在细胞的正常生理过程和疾病发展中发挥关键作用，如信号传导和废弃机制。
多种转录因子可以调控Caspase基因的表
翻译后调控
2
达，影响Caspase蛋白的产生。
Caspase的翻译后修饰，如磷酸化和乙酰
化，可以调控其活性和稳定性。
3
活性调控
通过蛋白激酶、抑制剂和结合蛋白的调 控，控制Caspase的活性和水平。
Caspase的信号通路
1
Hale Waihona Puke Caspase-8信号通路
Caspase-8通常参与由死受体复合体(DRC)激活的细胞凋亡信号通路。
2
Caspase-9信号通路
Caspase-9是线粒体介导的细胞凋亡信号通路中的关键成分。
Caspase在细胞凋亡中的作用
1 Caspase在凋亡信号通路中的地位
Caspase蛋白在细胞凋亡信号通路中起到重要的调节和执行作用。
2 Caspase的活化与废弃作用
Caspase蛋白的活化和废弃作用是细胞凋亡的关键步骤。
Caspase的分类
根据结构分
• 主要分为Caspase-1家族和Caspase-3家族。 • 每个家族包含多个亚型，具有不同的底物特
异性。
根据功能分
• 活化Caspase：负责激活其他Caspase蛋白。 • 废弃Caspase：负责降解细胞内的关键蛋白，
触发细胞死亡。
深入了解Caspase蛋白的结构和功能，探索其在细胞凋亡和疾病中的重要作用。
概述
什么是Caspase蛋白？
Caspase蛋白是一类关键的囊泡内蛋白酶，参与细胞凋亡和炎症反应等生物学过程。
Caspase蛋白的功能
Caspase蛋白在细胞的正常生理过程和疾病发展中发挥关键作用，如信号传导和废弃机制。
多种转录因子可以调控Caspase基因的表
翻译后调控
2
达，影响Caspase蛋白的产生。
Caspase的翻译后修饰，如磷酸化和乙酰
化，可以调控其活性和稳定性。
3
活性调控
通过蛋白激酶、抑制剂和结合蛋白的调 控，控制Caspase的活性和水平。
Caspase的信号通路
1
Hale Waihona Puke Caspase-8信号通路
Caspase-8通常参与由死受体复合体(DRC)激活的细胞凋亡信号通路。
2
Caspase-9信号通路
Caspase-9是线粒体介导的细胞凋亡信号通路中的关键成分。
Caspase在细胞凋亡中的作用
1 Caspase在凋亡信号通路中的地位
Caspase蛋白在细胞凋亡信号通路中起到重要的调节和执行作用。
2 Caspase的活化与废弃作用
Caspase蛋白的活化和废弃作用是细胞凋亡的关键步骤。
Caspase的分类
根据结构分
• 主要分为Caspase-1家族和Caspase-3家族。 • 每个家族包含多个亚型，具有不同的底物特
异性。
根据功能分
• 活化Caspase：负责激活其他Caspase蛋白。 • 废弃Caspase：负责降解细胞内的关键蛋白，
触发细胞死亡。
细胞凋亡中的casepase课件
• 同源活化（homo-activation）/自身活化 （self-activation）：起始酶（initiators）的 活化。 • 起始Procaspase有少量蛋白水解酶活性，可 与来源于同一前体的Procaspase之间发生 互相降解和活化。
Caspase的活化
• 异源活化（hetero-activation）：活化的 caspase催化水解同一家族中其它 procaspase成员的活化途径。
细胞凋亡的内在途径
• 凋亡体使半胱氨酸蛋白酶原-9被水解 形成有活性的半胱氨酸蛋白酶-9，再 进一步激活下游的半胱氨酸蛋白酶的 级联反应，诱导凋亡 。
细胞凋亡的内在途径
Death Receptor pathway
• 将凋亡信号级联放大。
Caspase的效应机制
效应性caspase可裂解多种底物蛋白：
– 多种蛋白激酶，如FAK等。FAK的降解可使细 胞丧失粘附能力，形成游离细胞 – 核纤层蛋白，导致细胞染色质固缩 – 细胞骨架结构蛋白，如微丝等，使细胞变形
Caspase的效应机制
效应性caspase可裂解多种底物蛋白：
死亡受体（ Death Receptor） 死亡受体：FasL等配体通过与细胞表面相
应的受体结合而启动细胞凋亡信号传递， 这类受体统称为细胞凋亡受体或死亡受体 （ Death Receptor）
死亡受体（ Death Receptor）
• 属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)/神经生长 因子受体(NGFR)家族 其中：TNFR-1、 Fas (APO-1或CD95) 及 TNF相关凋亡诱导配体（TNF-related apoptosis inducing ligand，TRAIL）的 受体是研究最多的3个细胞凋亡受体。
Caspase的活化
• 异源活化（hetero-activation）：活化的 caspase催化水解同一家族中其它 procaspase成员的活化途径。
细胞凋亡的内在途径
• 凋亡体使半胱氨酸蛋白酶原-9被水解 形成有活性的半胱氨酸蛋白酶-9，再 进一步激活下游的半胱氨酸蛋白酶的 级联反应，诱导凋亡 。
细胞凋亡的内在途径
Death Receptor pathway
• 将凋亡信号级联放大。
Caspase的效应机制
效应性caspase可裂解多种底物蛋白：
– 多种蛋白激酶，如FAK等。FAK的降解可使细 胞丧失粘附能力，形成游离细胞 – 核纤层蛋白，导致细胞染色质固缩 – 细胞骨架结构蛋白，如微丝等，使细胞变形
Caspase的效应机制
效应性caspase可裂解多种底物蛋白：
死亡受体（ Death Receptor） 死亡受体：FasL等配体通过与细胞表面相
应的受体结合而启动细胞凋亡信号传递， 这类受体统称为细胞凋亡受体或死亡受体 （ Death Receptor）
死亡受体（ Death Receptor）
• 属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)/神经生长 因子受体(NGFR)家族 其中：TNFR-1、 Fas (APO-1或CD95) 及 TNF相关凋亡诱导配体（TNF-related apoptosis inducing ligand，TRAIL）的 受体是研究最多的3个细胞凋亡受体。
caspase-1介导的细胞焦亡与炎症反应
03
Caspase-1还能促进细胞因子的产生和分泌，如IL-1β
和IL-18，这些因子在炎症反应中发挥重要作用。
caspase-1与炎症性疾病的关系
01
Caspase-1与多种炎症性疾病 的发生和发展密切相关。
02
研究表明，caspase-1的激活 和细胞焦亡过程在类风湿性关 节炎、克罗恩病和动脉粥样硬 化等疾病中发挥重要作用。
caspase-1在细胞内的定位与分布
细胞质
Caspase-1主要分布在细胞质中，与细胞质中的其他蛋白相互作用，参与细胞凋亡和炎 症反应等过程。
细胞核
Caspase-1也可以进入细胞核，与核内的DNA和蛋白质相互作用，影响基因表达和 DNA修复等过程。
03
caspase-1介导的细胞焦亡
细胞焦亡的定义与特征
01
进一步研究caspase-1在细胞焦亡和炎症反应中的具体作用机制，
有助于发现新的药物靶点。
药物设计与优化
02
基于对caspase-1结构和功能的深入了解，可以设计和优化更有
效的药物分子，提高治疗效果并降低副作用。
临床试验与验证
03
开展临床试验以验证针对caspase-1的药物在人体中的安全性和
有效性，为将来的药物上市提供依据。
细胞焦亡的生Leabharlann 学意义细胞焦亡在天然免疫中发挥重要作用，能够清除 被感染或受损的细胞，并引发炎症反应。
细胞焦亡有助于维持组织稳态，防止病原体扩散 和感染。
细胞焦亡与多种疾病的发生和发展密切相关，包 括炎症性疾病、神经退行性疾病和癌症等。
04
caspase-1与炎症反应
炎症反应的概述
炎症反应是机体对损伤、感染或 异常刺激的一种防御性反应，表 现为红肿、发热、疼痛等症状。
caspase
摘要内皮细胞通过分泌的细胞间通讯的重要介质血管壁细胞阵列和张力的调节中起着重要的作用。
人血管内皮细胞（EC）营养剥夺引起的非常规分泌导致nanovesicles不同于凋亡小体的多泡体标记和承载释放形式（MVB）。
营养的缺乏也是一个有效的诱导的自噬小泡运输途径可以帮助细胞自噬。
营养缺乏引起的一个显着和自噬功能的迅速增加，通过电子显微镜和免疫印迹分析LC3-II / LC3-I比成像。
增加自噬通量在血清饥饿细胞巴弗洛霉素A确认1。
诱导的自噬后的凋亡反应的指标，如通过显微镜和聚（ADP-核糖）评估在细胞膜通透性的指示坏死缺失聚合酶裂解。
与zvad-fmk泛caspase抑制并没有阻止细胞自噬的发展而受到负面影响自噬泡（AV）成熟。
采用免疫印迹法验证多维蛋白质组学的方法，我们确定营养剥夺EC释放AV组件（lc3i，LC3-II，ATG16L1和LAMP2）而zvad-fmk 泛caspase抑制剂阻断AV释放。
同样，在主动脉的小鼠EC营养剥夺的分离研究/半胱天冬酶3-缺失的小鼠没有凋亡自噬LC3和未能迅速释放。
总的来说，本研究结果表明，自噬成分释放的营养剥夺细胞凋亡的人类细胞的细胞膜通透性的缺失。
这些结果也确定caspase-3作为一种新型的AV释放器。
关键词自噬，自噬，caspase的激活，caspase-3，营养剥夺，非常规分泌说明内皮细胞通过分泌的细胞间通讯的重要介质血管壁细胞阵列和张力的调节中起着重要的作用。
响应于各种细胞应力是免疫或非免疫内皮细胞凋亡是血管疾病最关键。
凋亡细胞的凋亡小体膜结合主动释放来自皱缩，细胞膜。
1，2我们最近证明，除了膜起泡，非常规形式的分泌在人类凋亡激活的内皮细胞（EC）导致纳米囊泡的生化和功能不同的凋亡小体的多泡体标记和承载释放（MVB）。
3泛半胱天冬酶失活或小干扰靶向研究显著降低凋亡细胞释放的MVB成分RNA。
然而，MVB成分释放被描述在一个实验中，在人类EC敏锐地剥夺生长因子，一个经典的促凋亡刺激，但也是一种有效的诱导细胞自噬。
caspase蛋白1
CARD
Caspase-9酶原
凋亡复合体
执行Caspase与底物作用方式
四、Caspase家族与细胞凋亡的关系
细胞凋亡过程可以分为激活期和执行期。前期细 胞应答死亡信号，起始Caspase活化，后期执行 Caspase活化，执行细胞死亡程序。起始Caspase的 活化属于同性活化，即酶原分子聚集成复合物达到一 定浓度时，就彼此切割或者构象改变产生有活性的二 聚体形式；执行Caspase的活化属于异性活化，即起 始Caspase招募执行Caspase酶原分子后，对其进行 切割，产生具有活性的执行Caspase切割细胞内重要 的结构和功能蛋白，导致细胞凋亡。
内源途径
内源性细胞凋亡途径始于线粒体,细胞色素c 从线粒体内释放是关键的一步。在细胞凋亡信 号的刺激下,细胞色素c从线粒体内释放到胞浆 内，胞浆内的细胞色素c在dATP存在下通过Cys 蛋白酶募集域的作用。与凋亡细胞蛋白酶激活 因子Apaf-1结合，募集并激活 Caspase-9，然 后激活下游的效应半胱氨酸蛋白酶,如Caspase2、3、6、7、8、9，启动Caspase的级联反应， 引起细胞凋亡。
别名
ICE ICH-1 CPP32, Yama, apopain TX, ICH-2, ICErel-II ICErel-III, TY Mch2 Mch3, ICE-LAP3, CMH-1 MACH, FLICE, Mch5 ICE-LAP6, Mch6 Mch4 ICH3, FLICE2
识别 序列 YVAD
外源途径
Fas Fas
Fas
DD DD
DD
+
DD
DED
FADD
DED
+
Caspase-8酶原
Caspase-9酶原
凋亡复合体
执行Caspase与底物作用方式
四、Caspase家族与细胞凋亡的关系
细胞凋亡过程可以分为激活期和执行期。前期细 胞应答死亡信号，起始Caspase活化，后期执行 Caspase活化，执行细胞死亡程序。起始Caspase的 活化属于同性活化，即酶原分子聚集成复合物达到一 定浓度时，就彼此切割或者构象改变产生有活性的二 聚体形式；执行Caspase的活化属于异性活化，即起 始Caspase招募执行Caspase酶原分子后，对其进行 切割，产生具有活性的执行Caspase切割细胞内重要 的结构和功能蛋白，导致细胞凋亡。
内源途径
内源性细胞凋亡途径始于线粒体,细胞色素c 从线粒体内释放是关键的一步。在细胞凋亡信 号的刺激下,细胞色素c从线粒体内释放到胞浆 内，胞浆内的细胞色素c在dATP存在下通过Cys 蛋白酶募集域的作用。与凋亡细胞蛋白酶激活 因子Apaf-1结合，募集并激活 Caspase-9，然 后激活下游的效应半胱氨酸蛋白酶,如Caspase2、3、6、7、8、9，启动Caspase的级联反应， 引起细胞凋亡。
别名
ICE ICH-1 CPP32, Yama, apopain TX, ICH-2, ICErel-II ICErel-III, TY Mch2 Mch3, ICE-LAP3, CMH-1 MACH, FLICE, Mch5 ICE-LAP6, Mch6 Mch4 ICH3, FLICE2
识别 序列 YVAD
外源途径
Fas Fas
Fas
DD DD
DD
+
DD
DED
FADD
DED
+
Caspase-8酶原
caspass1通路调控机制
caspass1通路调控机制
Caspase 1 是一种重要的炎症相关蛋白酶，参与调节炎症反应和免疫应答。
Caspase 1的活性受到多种机制的调控。
1. 转录调控：Caspase 1基因的表达受到多个转录因子的调控，如NF-κB、AP-1等，它们能够结合在Caspase 1基因的启动子区域上，促进或抑制Caspase 1的转录。
2. 翻译后修饰：Caspase 1的活性可以通过翻译后修饰来调控。
例如，Caspase 1的自我断裂（autocleavage）是其激活的重要步骤之一，这一过程受到其他蛋白酶的调控，如Caspase 8、Caspase 11等。
3. 组蛋白修饰：组蛋白修饰也参与了Caspase 1的调控。
研究表明，组蛋白去乙酰化修饰酶（HDACs）和组蛋白甲基转移酶（HMTs）可以调控Caspase 1特定位点上的甲基化、乙酰化等修饰，从而影响Caspase 1的活性和功能。
4.反式调控：一些信号通路分子可以与Caspase 1发生反式调控，调节Caspase 1的活性与功能。
例如，NLRP3炎症小体信号通路被认为是Caspase 1激活的一个重要启动机制。
总的来说，Caspase 1的活性和表达受到多种机制的调控，包括转录调控、翻译后修饰、组蛋白修饰和反式调控等。
这些调控机制的研究有助于深入了解炎症反应和免疫应答的调控机制，并有望为相关疾病的治疗提供新的治疗策略。
人半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)说明书
用完，板条应装入密封袋中保存。 2．浓洗涤液可能会有结晶析出，稀释时可在水浴中加温助溶，洗涤时不影响结果。 3．各步加样均应使用加样器，并经常校对其准确性，以避免试验误差。一次加样时间最好
控制在 5 分钟内，如标本数量多，推荐使用排枪加样。 4． 请每次测定的同时做标准曲线，最好做复孔。如标本中待测物质含量过高（样本 OD 值
计算 以标准物的浓度为横坐标，OD 值为纵坐标，在坐标纸上绘出标准曲线，根据样品的
OD 值由标准曲线查出相应的浓度；再乘以稀释倍数；或用标准物的浓度与 OD 值计算出标
准曲线的直线回归方程式，将样品的 OD 值代入方程式，计算出样品浓度，再乘以稀释倍数，
即为样品的实际浓度。
注意事项 1．试剂盒从冷藏环境中取出应在室温平衡 15-30 分钟后方可使用，酶标包被板开封后如未
试剂盒组成 1 30 倍浓缩洗涤液 2 酶标试剂 3 酶标包被板 4 样品稀释液 5 显色剂 A 液 6 显色剂 B 液
20ml×1 瓶 6ml×1 瓶 12 孔×8 条 6ml×1 瓶 6ml×1 瓶 6ml×1/瓶
7 终止液
6ml×1 瓶
8 标准品（320 pmol/L） 0.5ml×1 瓶
9 标准品稀释液
2. 加样：分别设空白孔（空白对照孔不加样品及酶标试剂，其余各步操作相同）、标准孔、
待测样品孔。在酶标包被板上标准品准确加样 50µl，待测样品孔中先加样品稀释液 40µl， 然后再加待测样品 10µl（样品最终稀释度为 5 倍）。加样将样品加于酶标板孔底部，尽 量不触及孔壁，轻轻晃动混匀。 3. 温育：用封板膜封板后置 37℃温育 30 分钟。 4. 配液：将 30 倍浓缩洗涤液用蒸馏水 30 倍稀释后备用 5. 洗涤：小心揭掉封板膜，弃去液体，甩干，每孔加满洗涤液，静置 30 秒后弃去，如此 重复 5 次，拍干。 6. 加酶：每孔加入酶标试剂 50µl，空白孔除外。 7. 温育：操作同 3。 8. 洗涤：操作同 5。 9. 显色：每孔先加入显色剂 A50µl，再加入显色剂 B50µl，轻轻震荡混匀，37℃避光显色 10 分钟. 10. 终止：每孔加终止液 50µl，终止反应（此时蓝色立转黄色）。 11. 测定：以空白空调零，450nm 波长依序测量各孔的吸光度（OD 值）。 测定应在加终止 液后 15 分钟以内进行。 操作程序总结：
控制在 5 分钟内，如标本数量多，推荐使用排枪加样。 4． 请每次测定的同时做标准曲线，最好做复孔。如标本中待测物质含量过高（样本 OD 值
计算 以标准物的浓度为横坐标，OD 值为纵坐标，在坐标纸上绘出标准曲线，根据样品的
OD 值由标准曲线查出相应的浓度；再乘以稀释倍数；或用标准物的浓度与 OD 值计算出标
准曲线的直线回归方程式，将样品的 OD 值代入方程式，计算出样品浓度，再乘以稀释倍数，
即为样品的实际浓度。
注意事项 1．试剂盒从冷藏环境中取出应在室温平衡 15-30 分钟后方可使用，酶标包被板开封后如未
试剂盒组成 1 30 倍浓缩洗涤液 2 酶标试剂 3 酶标包被板 4 样品稀释液 5 显色剂 A 液 6 显色剂 B 液
20ml×1 瓶 6ml×1 瓶 12 孔×8 条 6ml×1 瓶 6ml×1 瓶 6ml×1/瓶
7 终止液
6ml×1 瓶
8 标准品（320 pmol/L） 0.5ml×1 瓶
9 标准品稀释液
2. 加样：分别设空白孔（空白对照孔不加样品及酶标试剂，其余各步操作相同）、标准孔、
待测样品孔。在酶标包被板上标准品准确加样 50µl，待测样品孔中先加样品稀释液 40µl， 然后再加待测样品 10µl（样品最终稀释度为 5 倍）。加样将样品加于酶标板孔底部，尽 量不触及孔壁，轻轻晃动混匀。 3. 温育：用封板膜封板后置 37℃温育 30 分钟。 4. 配液：将 30 倍浓缩洗涤液用蒸馏水 30 倍稀释后备用 5. 洗涤：小心揭掉封板膜，弃去液体，甩干，每孔加满洗涤液，静置 30 秒后弃去，如此 重复 5 次，拍干。 6. 加酶：每孔加入酶标试剂 50µl，空白孔除外。 7. 温育：操作同 3。 8. 洗涤：操作同 5。 9. 显色：每孔先加入显色剂 A50µl，再加入显色剂 B50µl，轻轻震荡混匀，37℃避光显色 10 分钟. 10. 终止：每孔加终止液 50µl，终止反应（此时蓝色立转黄色）。 11. 测定：以空白空调零，450nm 波长依序测量各孔的吸光度（OD 值）。 测定应在加终止 液后 15 分钟以内进行。 操作程序总结：
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2020/12/12
11
2020/12/12
12
作用方式
Caspase-1和11（可能还有4）主要负责白介素前 体的活化，不直接参与凋亡信号的传递；其余的 Caspase在细胞凋亡的过程中发挥的功能不同，可以 分为两类：一类是凋亡起始者，包括Caspase-2， -8,-9,-10,-11；另一类是凋亡执行者，包括 Caspase-3，-6，-7。起始者负责对执行者的前体进 行切割，从而产生有活性的执行者；执行者负责切割 细胞核内、细胞质中的结构蛋白和调节蛋白。
➢细胞凋亡：指为维持内环境稳定，由基因控制 的细胞自主的有序的死亡。
2020/12/12
5
Caspase的发现源于秀丽隐杆线虫（C.elegans）细胞
凋亡的研究。线虫从胚胎发育到成体的过程中共产生 1090个体细胞，其中131个体细胞发生凋亡后消失。 研究人员利用一系列突变体发现线虫发育过程中控制 细胞凋亡的关键因子。1986年美国麻省理工学院的 Robert Horvitz发现，当ced3或ced4突变后，原先应 该凋亡的131个体细胞仍然存活；与之相反，ced9的 突变导致所有细胞在胚胎期死亡，无法得到成虫。这 一结果证明，ced3和ced4是线虫发育过程中细胞凋亡 的必须基因，ced9的功能是抑制细胞凋亡。鉴于这一 重要发现，Robert Horvitz与另外两位线虫模型的建 立者：英国的Sydney Brenner和John E. Sulston共 同获得了2002年诺贝尔医学和生理学奖。
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
一、Caspase家族蛋白酶的简介
➢Caspase（天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水 解酶）：是一组存在于细胞质中具有类似结构的 蛋白酶。它们的活性位点均包含Cys残基，能够 特异性的切割靶蛋白Asp残基后的肽键。Caspase 能选择性的切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡 。
2020/12/12
大量活化的caspaseZ 切割细胞核蛋白
15
四、Caspase家族与细胞凋亡的关系
细胞凋亡过程可以分为激活期和执行期。前期细 胞应答死亡信号，起始Caspase活化，后期执行 Caspase活化，执行细胞死亡程序。起始Caspase的 活化属于同性活化，即酶原分子聚集成复合物达到一 定浓度时，就彼此切割或者构象改变产生有活性的二 聚体形式；执行Caspase的活化属于异性活化，即起 始Caspase招募执行Caspase酶原分子后，对其进行 切割，产生具有活性的执行Caspase切割细胞内重要 的结构和功能蛋白，导致细胞凋亡。
20
总结
Caspase:
➢ 它是一种Cys蛋白酶，用Cys作为裂解底物的亲核基团。 ➢ 其催化活性对底物的Asp有特异性要求，Caspase以活
性很低的酶原形式合成，通过蛋白酶水解去除氨基端 的一段序列而被激活。 ➢ 活化的Caspase能够特异地水解一套底物，从而导致细 胞凋亡，此过程为不可逆反应。 ➢ 正常情况下细胞内总存在有Caspase的抑制剂，以防止
2020/12/12
16
细胞凋亡的途径
与Caspase有关的凋亡通路主要有两种。一种是死 亡受体介导的信号传导途径，另一种是线粒体依赖途 径。
在外源途径中，死亡受体如Fas在配体FasL的刺 激下，通过接头蛋白FADD将Caspase-8酶原招募到细 胞质膜上，形成死亡诱导信号复合物DISC。 Caspase-8酶原在这个复合物中被活化，进而激活下 游的Caspase级联反应。Caspase-8也可以通过切割 Bcl-2家族成员Bid，进一步活化Bax和Bak从而激活 内原细胞凋亡途径。
2020/12/12
6
二、Caspase家族蛋白酶的结构与功能
2020/12/12
7
人类2020/的12/12Caspase-1和Caspase-3的3D结构（NCBI）8
其它Caspase蛋白酶
2
4
5
6
7
9
10
11
2020/12/12
9
2020/12/12
10
3
图 ： 蛋 白 酶 家 族 的 同 源 性
2020/12/12
13
三、Caspase家族蛋白酶的活化
2020/12/12
14
细胞凋亡过程中Caspase级联效应
NH2
活化的
caspase X
大亚基
切割位点
COOH 未活化的 caspase酶原Y
切割活化
原结构域
小亚基
活化的 caspase Y
活化的caspaseX 较多活化的caspaseY 切割细胞质蛋白
2020/12/12
18
外源途径
Fas Fas
Fas
DD DD
DD
+
DD
DED
FADD
DED
+
Caspase-8酶原
Caspase-3酶原
Fas
DD
DED
DISC
活化的 Caspase-8
活化的 Caspase-3
切割底物，产生效应
2020/12/12
活化的 Caspase-9
内源途径
其他刺 激因素
Bid 剪切的Bid
细胞色素c
Apaf-1
CARD
Caspase-9酶原
凋亡复合体
19
执行Caspase与底物作用方式
执行Caspase的底物约有280种。例：Caspase 激活的DNA酶CAD。
Asp
ICAD CAD
失活状态
有活性的Caspase
CAD + 有活性 切割
I2
17
内源途径
内源性细胞凋亡途径始于线粒体,细胞色素c 从线粒体内释放是关键的一步。在细胞凋亡信 号的刺激下,细胞色素c从线粒体内释放到胞浆 内，胞浆内的细胞色素c在dATP存在下通过Cys 蛋白酶募集域的作用。与凋亡细胞蛋白酶激活 因子Apaf-1结合，募集并激活 Caspase-9，然 后激活下游的效应半胱氨酸蛋白酶,如Caspase2、3、6、7、8、9，启动Caspase的级联反应， 引起细胞凋亡。
Caspase家族及其 在细胞凋亡中的作用
2020/12/12
2011-11-4
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目 录：
Caspase家族蛋白酶的简介 Caspase家族蛋白酶的结构与功能 Caspase家族蛋白酶在细胞凋亡中的活化 Caspase家族与细胞凋亡的关系
2020/12/12
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