$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Jednym z najlepiej zbadanych receptorów śmierci (DR) jest CD95 (Fas, APO-1). Zewnętrzny szlak apoptotyczny rozpoczyna się od interakcji DR z pokrewnym ligandem, tj. CD95L oddziałuje z CD95 lub TRAIL wiąże się z TRAIL-Rs. Powoduje to powstanie DISC w odpowiednim DR. DISC składa się z białek CD95, FADD, prokaspazy-8/-10 i c-FLIP1,2. Ponadto DISC jest składany w wyniku interakcji między białkami zawierającymi domenę śmierci (DD), takimi jak CD95 i FADD, a białkami zawierającymi DED, takimi jak FADD, prokaspaza-8/-10 i c-FLIP (Figura 1). Prokaspaza-8 ulega oligomeryzacji poprzez asocjację jej SED, w wyniku czego powstają włókna DD, a następnie aktywacja i przetwarzanie prokaspazy-8. To uruchamia kaskadę kaspazy, która prowadzi do śmierci komórki (Rysunek 1)3,4. Tak więc prokaspaza-8 jest centralną kaspazą inicjującą zewnętrzny szlak apoptozy, w którym pośredniczy CD95 lub TRAIL-R, aktywowany na odpowiedniej platformie makromolekularnej, DISC.
Wiadomo, że dwie izoformy prokaspazy-8, a mianowicie prokaspaza-8a (p55) i -8b (p53), są rekrutowane do klasy DISC5. Obie izoformy składają się z dwóch DEDów. DED1 i DED2 znajdują się w N-końcowej części prokaspazy-8a/b, a następnie w katalitycznych domenach p18 i p10. Szczegółowa analiza DED prokaspazy-8 za pomocą mikroskopii krioelektronowej (cryo-EM) ujawniła składanie się białek prokaspazy-8 w nitkowate struktury zwane włóknami DED4,6. Co ciekawe, początkowo sugerowano, że liniowe łańcuchy prokaspazy-8 są zaangażowane w dimeryzację, po której następuje aktywacja prokaspazy-8 w DISC. Teraz wiadomo, że te łańcuchy są tylko podstrukturą włókna DED prokaspazy-8, przy czym ten ostatni składa się z trzech łańcuchów połączonych w potrójną helisę3,4,6,7.
Po dimeryzacji na włóknie DED, zmiany konformacyjne w prokaspazie-8a/b prowadzą do powstania aktywnego centrum prokaspazy-8 i jego aktywacji3,8. Następnie następuje przetwarzanie prokaspazy-8, w którym pośredniczą dwie ścieżki: pierwsza przebiega przez wytwarzanie produktu rozszczepienia p43 / p41, a druga przez początkową generację produktu rozszczepienia p30. Szlak p43 / p41 jest inicjowany przez rozszczepienie prokaspazy-8a / b w Asp374, w wyniku czego powstają produkty rozszczepienia p43 / p41 i p12 (Rysunek 2). Ponadto fragmenty te są automatycznie katalitycznie rozszczepiane w Asp384 i Asp210/216, co powoduje powstanie aktywnego heterotetrameru kaspazy-8, p102/p1829,10,11. Ponadto wykazano, że równolegle do szlaku przetwarzania p43/p41, prokaspaza-8a/b jest również rozszczepiana w Asp216, co prowadzi do powstania C-końcowego produktu rozszczepienia p30, a następnie jego proteolizy do p10 i p1810 (Rysunek 2).
Aktywacja prokaspazy-8a/b w filamentu DED jest ściśle regulowana przez białka o nazwie c-FLIPs12. Białka c-FLIP występują w trzech izoformach: c-FLIPLong (c-FLIPL), c-FLIPShort (c-FLIPS) i c-FLIPRaji (c-FLIPR). Wszystkie trzy izoformy zawierają dwa DED w swoim N-końcowym regionie. c-FLIPL ma również C-końcową, katalitycznie nieaktywną domenę podobną do kaspazy12,13. Obie krótkie izoformy c-FLIP-c-FLIPS i c-FLIPR-działają w sposób antyapoptozowy, zakłócając tworzenie się włókien DED w klasie DISC6,14,15. Ponadto c-FLIPL może regulować aktywację kaspazy-8 w sposób zależny od stężenia. Może to skutkować zarówno efektami pro-, jak i antyapoptozą16,17,18. Tworząc katalitycznie aktywny heterodimer prokaspazy-8/c-FLIPL, c-FLIPL prowadzi do stabilizacji aktywnego centrum prokaspazy-8 i jego aktywacji. Pro- lub antyapoptotyczna funkcja c-FLIPL jest bezpośrednio zależna od jego ilości w włóknach DED i późniejszej ilości złożonych heterodimerów prokaspazy-8/c-FLIPL19. Niskie lub pośrednie stężenia c-FLIPL w DISC powodują wystarczającą ilość heterodimerów prokaspazy-8 / c-FLIPL na włóknie DET, co wspomaga aktywację kaspazy-8. W przeciwieństwie do tego, zwiększone ilości c-FLIPL bezpośrednio prowadzą do jego działania antyapoptotycznego w klasie DISC20.
Razem wzięte, aktywacja i przetwarzanie prokaspazy-8a/b w DISC to wysoce regulowany proces, składający się z kilku etapów. W pracy omówiono pomiar przetwarzania prokaspazy-8 bezpośrednio w DISC, a także analizę składu tego kompleksu. Zostanie to zaprezentowane przy użyciu CD95 DISC jako przykładowego kompleksu DR.