施一公院士发表凋亡研究新成果

晓说

日前，来自清华大学的施一公院士与他的同事们在新研究中揭示出了Apaf-1凋亡体（apoptosome）激活caspase-9的分子机制。相关研究论文刊登在了近期出版的《PNAS》杂志上。

细胞凋亡（apoptosis）是生物体内绝大多数细胞在一定发育阶段由基因调控的、自主的、有序的死亡过程，它对于组织进化、器官发育和机体自身稳定的维持起着重要作用。由于凋亡失调与肿瘤、神经变性、自身免疫疾病、心脏病和其他一些功能紊乱的发生密切相关，因此，凋亡作为生命科学研究中的热点问题引起人类越来越广泛的关注。

人们普遍接受的细胞凋亡机制主要有死亡受体途径和线粒体途径两种。在线粒体途径中，细胞受到凋亡信号刺激后，BH-3 only亚族蛋白和Bax亚族蛋白相互作用，促使Bax亚族蛋白寡聚化，并进入线粒体，促使线粒体释放细胞色素C(Cytc)和Smac/DIABLO至胞质中，其中Cytc与胞质中的Apaf-1、ATP/dATP、pro-caspase-9结合，形成一个700-1400kDa、具有很强caspase酶激活活性的大分子复合物，称为凋亡体（apoptosome），它激活caspase-9后，依次激活下游的caspase-3及其他效应caspase，引起凋亡。

对于Apaf-1凋亡体激活caspase-9的分子机制，多年来研究人员开展了深入的调查，提出了两种差异较大但又并不相互排斥的假说：近似诱导二聚化（proximity-induced dimerization）以及诱导构象（induced conformation）假说，其分别强调了启动caspase(initiator caspase)激活的不同方面。清华大学的研究人员认为，阐明caspase-9的激活机制必须要全面地了解caspase-9与Apaf-1凋亡体之间的相互作用。

在这篇新文章中研究人员证实，以往报道的Apaf-1 CARD(caspase recruitment domain)结构域与caspase-9 CARD之间1：1相互作用不足以激活caspase-9。Apaf-1 CARD和caspase-9之间形成多聚复合体是caspase-9激活的基础，而三种类型的独特界面是多聚复合体形成的必要条件。重要的是，研究人员证实了多聚复合体上的另一个表面区域在caspase-9激活发挥必不可少的作用。

这些研究结果揭示了Apaf-1凋亡体激活caspase-9的分子机制，由此提供了令人信服的证据支持了衔接复合体激活启动caspase的诱导构象假说。
参考文献



Molecular determinants of caspase-9 activation by the Apaf-1 apoptosome

文献检索：doi：10.1073/pnas.1418000111

Autocatalytic activation of an initiator caspase triggers the onset of apoptosis. In dying cells， caspase-9 activation is mediated by a multimeric adaptor complex known as the Apaf-1