Вікіпедія

Калпаїн-2

клас ферментів

Калпаїн-2 ( КФ 3.4.22.53, активована кальцієм нейтральна протеаза II, м-калпаїн, мілікалпаїн ) - внутрішньоклітинна гетеродимерна кальцій-активована цистеїнова протеаза. [1] [2] Цей фермент каталізує наступну хімічну реакцію

Calpain-2
Ідентифікатори
Код КФ 3.4.22.53
Номер CAS 702693-80-9
Бази ферментів
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
MetaCyc metabolic pathway
KEGG KEGG entry
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Пошук
PMC статті
PubMed статті
NCBI NCBI proteins
CAS 702693-80-9
Широка ендопептидазна специфічність

Цей фермент належить до сімейства пептидаз С2. Один з 15 білків сімейства калпаїнів. [3]

Структура ред.

Калпаїн-2 є гетеродимером каталітичної субодиниці, кодованої геном CAPN2, та регуляторної субодиниці CAPNS1. [1] [4] [5] Каталітична субодиниця складається з чотирьох доменів: домену протеазного ядра 1 (PC1), домену протеазного ядра 2 (PC2), бета-сендвіч-подібного домену типу калпаїну (CBSW) та пента-EF-домену (PEF (L)). [3] Каталітичний сайт утворюється між PC1 та PC2 при приєднанні двох атомів кальцію до них. [6] Каталітична тріада складається із амінокислот C105, H262 і N286. Варто звернути увагу, що CAPN2 також містить N-кінцеву якірну спіраль, яка, однак, відщеплюється при активації протеази. [7] Вважається, що ця спіраль відіграє певну роль у регуляції каталітичної активності.

Регуляторна субодиниця складається з двох доменів: домену багатого на гліцин (GR), і домену пента-EF-рук (PEF(S)) [3] . Взаємодія між PEF(S) та PEF(L) через неспарений мотив EF-руки спричиняє димеризацію двох субодиниць. Гетеродимер калпаїну-2 дуже гомологічний калпаїну-1, який утворений каталітичною субодиницею CAPN1 та регуляторною субодиницею CAPNS1. [3]

Властивості ред.

Не існує відомої консенсусної послідовності для протеолізу калпаїном-2, але є дані про понад 130 потенційних субстратів. [8] Протеолітичне розщеплення калпаїном-2 регулюється наявністю іонів Са 2+. Для активації калпаїну-2 потрібна низька мілімолярна концентрація Са 2+. [6] Внутрішньоклітинної концентрації Са 2+ (приблизно 100 нМ) [9] недостатньо для активації цього ферменту, тому активація відбувається при надходженні іонів із позаклітинного простору або з ендоплазматичної мембрани. Крім того, калпаїн-1/2 можна інгібувати калпастатином (що кодується геном CAST), який зв'язується з доменами PEF каталітичної та регуляторної субодиниць калпаїну-1/2 і стерично перешкоджає зв'язуванню субстрату з активним сайтом. [10]

Калпаїн-2 і рак ред.

Підвищений рівень білка калпаїну-2 у канині пухлини корелює з підвищеною агресивністю раку. [11] [12] Вважається, що механізм впливу калпаїн на агресивність раку полягає у протеолізі субстратів, що беруть участь у міграції клітин, проникненню в базову мембрану та в чутливості до хіміотерапії. [13] [14] [15]

Номенклатура домену ред.

Раніша номенклатура використовувала римські цифри для позначення доменів калпаїну-2, починаючи з N-кінця CAPN2 і закінчуючи C-кінцем CAPNS1. Наприклад, PEF(L) та PEF(S) позначалися як Домен IV та Домен VI, відповідно. [16]

Дивись також ред.

Примітки ред.

  1. ↑ а б Strobl S, Fernandez-Catalan C, Braun M, Huber R, Masumoto H, Nakagawa K, Irie A, Sorimachi H, Bourenkow G, Bartunik H, Suzuki K, Bode W (January 2000). The crystal structure of calcium-free human m-calpain suggests an electrostatic switch mechanism for activation by calcium. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (2): 588—92. Bibcode:2000PNAS...97..588S. doi:10.1073/pnas.97.2.588. PMC 15374. PMID 10639123. {{cite journal}}: Недійсний |displayauthors=6 (довідка)
  2. ↑ Dutt P, Spriggs CN, Davies PL, Jia Z, Elce JS (October 2002). Origins of the difference in Ca2+ requirement for activation of mu- and m-calpain. The Biochemical Journal. 367 (Pt 1): 263—9. doi:10.1042/bj20020485. PMC 1222847. PMID 12014988.
  3. ↑ а б в г Ono Y, Sorimachi H (January 2012). Calpains: an elaborate proteolytic system. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1824 (1): 224—36. doi:10.1016/j.bbapap.2011.08.005. PMID 21864727.
  4. ↑ Hosfield CM, Elce JS, Davies PL, Jia Z (December 1999). Crystal structure of calpain reveals the structural basis for Ca(2+)-dependent protease activity and a novel mode of enzyme activation. The EMBO Journal. 18 (24): 6880—9. doi:10.1093/emboj/18.24.6880. PMC 1171751. PMID 10601010.
  5. ↑ Dutt P, Arthur JS, Croall DE, Elce JS (October 1998). m-Calpain subunits remain associated in the presence of calcium. FEBS Letters. 436 (3): 367—71. doi:10.1016/s0014-5793(98)01167-3. PMID 9801150.
  6. ↑ а б Moldoveanu T, Hosfield CM, Lim D, Elce JS, Jia Z, Davies PL (March 2002). A Ca(2+) switch aligns the active site of calpain. Cell (English) . 108 (5): 649—60. doi:10.1016/S0092-8674(02)00659-1. PMID 11893336.
  7. ↑ Chou JS, Impens F, Gevaert K, Davies PL (July 2011). m-Calpain activation in vitro does not require autolysis or subunit dissociation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1814 (7): 864—72. doi:10.1016/j.bbapap.2011.04.007. PMID 21549862.
  8. ↑ Liu Z, Cao J, Gao X, Ma Q, Ren J, Xue Y (April 2011). GPS-CCD: a novel computational program for the prediction of calpain cleavage sites. PLOS ONE. 6 (4): e19001. Bibcode:2011PLoSO...619001L. doi:10.1371/journal.pone.0019001. PMC 3080405. PMID 21533053.
  9. ↑ Breitwieser GE (2008). Extracellular calcium as an integrator of tissue function. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 40 (8): 1467—80. doi:10.1016/j.biocel.2008.01.019. PMC 2441573. PMID 18328773.
  10. ↑ Hanna RA, Campbell RL, Davies PL (November 2008). Calcium-bound structure of calpain and its mechanism of inhibition by calpastatin. Nature. 456 (7220): 409—12. Bibcode:2008Natur.456..409H. doi:10.1038/nature07451. PMID 19020623.
  11. ↑ Storr SJ, Carragher NO, Frame MC, Parr T, Martin SG (May 2011). The calpain system and cancer. Nature Reviews. Cancer. 11 (5): 364—74. doi:10.1038/nrc3050. PMID 21508973.
  12. ↑ Storr SJ, Safuan S, Woolston CM, Abdel-Fatah T, Deen S, Chan SY, Martin SG (October 2012). Calpain-2 expression is associated with response to platinum based chemotherapy, progression-free and overall survival in ovarian cancer. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 16 (10): 2422—8. doi:10.1111/j.1582-4934.2012.01559.x. PMC 3472029. PMID 22435971.
  13. ↑ Franco SJ, Huttenlocher A (September 2005). Regulating cell migration: calpains make the cut. Journal of Cell Science. 118 (Pt 17): 3829—38. doi:10.1242/jcs.02562. PMID 16129881.
  14. ↑ Grieve S, Gao Y, Hall C, Hu J, Greer PA (August 2016). Calpain Genetic Disruption and HSP90 Inhibition Combine To Attenuate Mammary Tumorigenesis. Molecular and Cellular Biology. 36 (15): 2078—88. doi:10.1128/MCB.01062-15. PMC 4946432. PMID 27215381.
  15. ↑ MacLeod JA, Gao Y, Hall C, Muller WJ, Gujral TS, Greer PA (September 2018). Genetic disruption of calpain-1 and calpain-2 attenuates tumorigenesis in mouse models of HER2+ breast cancer and sensitizes cancer cells to doxorubicin and lapatinib. Oncotarget. 9 (70): 33382—33395. doi:10.18632/oncotarget.26078. PMC 6161787. PMID 30279968.
  16. ↑ Structure and nomenclature / Calpain Research Portal: Calpain Structure and Nomenclature. calpain.net. Архів оригіналу за 18 грудня 2021. Процитовано 17 січня 2021.

 

Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Калпаїн-2&oldid=41041342