Caspase-8

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Caspase-8 (Cysteinyl Aspartate Specific Proteinase-8) 是一种关键的启动型半胱天冬酶 (Initiator Caspase),是外源性凋亡途径(又称死亡受体途径)的核心始动分子。它在正常生理状态下以无活性的酶原形式存在于胞质中。一旦细胞表面的死亡受体(如 Fas, TNFR1)与相应的配体结合并募集接头蛋白,Caspase-8 会通过其 N 端的 DED 结构域 募集至 DISC 复合物。通过二聚化激活后,它既能直接激活下游执行型 Caspase,也能通过切割 Bid 蛋白实现与内源性(线粒体)途径的“交谈”(Crosstalk)。

Caspase-8
启动型半胱天冬酶-8 · 详细生化参数
核心特性:外源性凋亡途径的分子开关
氨基酸数目 479 aa (人类)
分子量 (酶原) 55 kDa (Pro-casp-8)
关键结构域 DED 结构域 (2个)
催化活性中心 Cys360 (活性位点)
基因名称 CASP8 (2q33.1)
招募平台 DISC 复合物
内源性抑制剂 c-FLIP
关键底物 Caspase-3, Bid

活化机制:死亡受体信号的转导


Caspase-8 的活化通过受体介导的聚集和邻近诱导实现:

  • 死亡诱导信号复合物 (DISC) 组装: 当外源性配体(如 FasL, TNF-α)结合受体后,受体胞内段募集接头蛋白 FADD。FADD 的 DED 结构域与 Pro-caspase-8 的 DED 结构域 发生同型相互作用,将酶原招募至膜表面。
  • 邻近二聚化: 在 DISC 平台上,多个 Caspase-8 酶原分子被迫紧密聚集,通过“邻近效应”发生二聚化并活化。活化后的 Caspase-8 进行自切割,释放成熟的大、小亚基。
  • 信号分流:
    1. 直接途径: 在某些细胞(I 型细胞)中,Caspase-8 直接切割并激活 Caspase-3
    2. 扩增途径: 在另一些细胞(II 型细胞)中,Caspase-8 切割 Bid 产生活性的 tBid,tBid 随后诱导线粒体释放细胞色素 c,整合内源性通路。

生理角色:凋亡与程序性坏死的平衡木


功能状态 关键互作 生物学效应
启动凋亡 Caspase-8 → Caspase-3/7 执行典型的程序性细胞死亡,不引起炎症。
抑制坏死 Caspase-8 切割 RIPK1/RIPK3 阻止程序性坏死 (Necroptosis) 的发生,维持生存。
活化失败 Caspase-8 缺失或被抑制 细胞转向程序性坏死,导致严重的炎症反应。

临床意义与调节

  • 自身免疫病: Caspase-8 基因突变(ALPS IIb型)会导致淋巴细胞凋亡受损,引起淋巴结肿大和自身免疫。
  • 肿瘤逃逸: 许多神经母细胞瘤中 Caspase-8 表达沉默,使其对死亡受体介导的治疗产生耐药。
  • 内源性抑制剂: c-FLIP 是一种结构类似于 Caspase-8 但缺乏酶活性的蛋白。它通过竞争性结合 DISC 平台来阻止 Caspase-8 的活化,在多种癌症中高表达以逃避死亡。

关键相关概念

  • DISC 复合物 包含死亡受体、FADD 和 Caspase-8 的信号整合平台。
  • tBid Caspase-8 切割 Bid 后的产物,连接外源与内源通路的关键分子。
  • RIPK3 Caspase-8 的底物之一,被切割则阻止坏死,未被切割则启动坏死。
       学术参考文献与权威点评 [Academic Review]
       

[1] Muzio M, et al. (1996). FLICE, a novel FADD-homologous ICE/CED-3-like protease, is recruited to the CD95 (Fas/APO-1) death-inducing signaling complex. Cell. 85(6):817-27.
[权威点评]:该研究首次鉴定了 Caspase-8 (FLICE) 并阐明了其被募集到 DISC 的生化机制。

[2] Oberst A, et al. (2011). Catalytic activity of the caspase-8-FLIPL complex inhibits necroptosis. Nature. 471(7338):363-7.
[学术点评]:揭示了 Caspase-8 除了诱导凋亡,在抑制程序性坏死、维持个体生存方面同样具有核心作用。

           Caspase-8 · 知识图谱
激活上游 死亡受体FADDTRADDDISC复合物
效应下游 Caspase-3BidRIPK1/3 (切割抑制)
相关抑制剂 c-FLIPIAPsz-VAD-FMK