Перейти до вмісту

Калпаїн-2

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Calpain-2
Ідентифікатори
Код КФ3.4.22.53
Номер CAS702693-80-9
Бази ферментів
IntEnzIntEnz view
BRENDABRENDA entry
ExPASyNiceZyme view
MetaCycmetabolic pathway
KEGGKEGG entry
PRIAMprofile
PDB structuresRCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Пошук
PMCстатті
PubMedстатті
NCBINCBI proteins
CAS702693-80-9

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

Широка ендопептидазна специфічність

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

Структура

[ред. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  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/wiki/Калпаїн-2