$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Een van de best bestudeerde doodsreceptoren (DRs) is CD95 (Fas, APO-1). De extrinsieke apoptotische route begint met de interactie van de DR met zijn verwante ligand, d.w.z. CD95L interageert met CD95 of TRAIL bindt aan TRAIL-R's. Dit resulteert in de vorming van de DISC bij de overeenkomstige DR. DISC bestaat uit CD95, FADD, procaspase-8/-10 en c-FLIP eiwitten1,2. Bovendien wordt de DISC geassembleerd door interacties tussen death domain (DD)-bevattende eiwitten, zoals CD95 en FADD, en DED-bevattende eiwitten zoals FADD, procaspase-8/-10 en c-FLIP(Figuur 1). Procaspase-8 ondergaat oligomerisatie via associatie van zijn DED's, wat resulteert in de vorming van DED-filamenten, gevolgd door procaspase-8 activering en verwerking. Dit veroorzaakt een caspase cascade, wat leidt tot celdood (Figuur 1)3,4. Procaspase-8 is dus een centrale initiator caspase van de extrinsieke apoptoseroute gemedieerd door CD95 of de TRAIL-R's, geactiveerd op het overeenkomstige macromoleculaire platform, DISC.
Van twee isovormen van procaspase-8, namelijk procaspase-8a (p55) en -8b (p53), is bekend dat ze worden gerekruteerd voor de DISC5. Beide isovormen bestaan uit twee DED's. DED1 en DED2 bevinden zich op het N-terminale deel van procaspase-8a/b gevolgd door de katalytische p18- en p10-domeinen. Gedetailleerde cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM) analyse van procaspase-8 DEDs onthulde de assemblage van procaspase-8-eiwitten in filamenteuze structuren genaamd DED-filamenten4,6. Opmerkelijk genoeg werd aanvankelijk gesuggereerd dat de lineaire procaspase-8-ketens betrokken waren bij de dimerisatie gevolgd door procaspase-8-activering op de DISC. Nu is bekend dat die ketens slechts een onderbouw zijn van het procaspase-8 DED-filament, waarbij de laatste bestaat uit drie ketens geassembleerd tot een drievoudige helix3,4,6,7.
Bij dimerisatie bij het DED-filament leiden conformationele veranderingen in procaspase-8a/b tot de vorming van het actieve centrum van procaspase-8 en de activering ervan3,8. Dit wordt gevolgd door procaspase-8-verwerking, die via twee paden wordt gemedieerd: de eerste gaat via de generatie van een p43 / p41-splitsingsproduct en de tweede via de eerste generatie van een p30-splitsingsproduct. De p43/p41-route wordt geïnitieerd door de splitsing van procaspase-8a/b bij Asp374, wat resulteert in p43/p41- en p12-splitsingsproducten(figuur 2). Verder worden deze fragmenten autokatalytisch gesplitst bij Asp384 en Asp210/216, wat aanleiding geeft tot de vorming van het actieve caspase-8 heterotetrameer, p102/ p1829,10,11. Bovendien werd aangetoond dat parallel aan de p43/p41-verwerkingsroute procaspase-8a/b ook wordt gesplitst bij Asp216, wat leidt tot de vorming van het C-terminale splitsingsproduct p30, gevolgd door de proteolyse tot p10 en p1810 (figuur 2).
Procaspase-8a/b activering bij het DED filament wordt strikt gereguleerd door eiwitten genaamd c-FLIPs12. De c-FLIP-eiwitten komen voor in drie isovormen: c-FLIPLong (c-FLIPL),c-FLIPShort (c-FLIPS)en c-FLIPRaji (c-FLIPR). Alle drie de isovormen bevatten twee DED's in hun N-terminale regio. c-FLIPL heeft ook een C-terminal katalytisch inactief caspase-achtig domein12,13. Beide korte isovormen van c-FLIP-c-FLIPS en c-FLIPRwerken op een anti-apoptotische manier door de vorming van DED-filamenten op de DISC6,14,15te verstoren. Bovendien kan c-FLIPL de activering van caspase-8 op een concentratieafhankelijke manier regelen. Dit kan resulteren in zowel pro- als anti-apoptotische effecten16,17,18. Door het katalytisch actieve procaspase-8/c-FLIPL heterodimeer te vormen, leidt c-FLIPL tot de stabilisatie van het actieve centrum van procaspase-8 en de activering ervan. De pro- of anti-apoptotische functie van c-FLIPL is direct afhankelijk van de hoeveelheid bij de DED-filamenten en de daaropvolgende hoeveelheid geassembleerde procaspase-8/c-FLIPL heterodimeren19. Lage of intermediaire concentraties c-FLIPL bij de DISC resulteren in voldoende hoeveelheden procaspase-8/c-FLIPL heterodimeren bij het DED-filament, wat de activering van caspase-8 ondersteunt. Daarentegen leiden verhoogde hoeveelheden c-FLIPL direct tot de anti-apoptotische effecten op de DISC20.
Alles bij elkaar genomen is de activering en verwerking van procaspase-8a/b bij de DISC een sterk gereguleerd proces dat verschillende stappen omvat. Dit artikel bespreekt de meting van procaspase-8-verwerking direct op de DISC en de analyse van de samenstelling van dit complex. Dit zal worden gepresenteerd met behulp van CD95 DISC als het voorbeeldige DR-complex.