钙蛋白酶的研究进展

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1、456中国临床神经科学ChinJClinNeurosci202013年第13,2211(卷第4),4456~462期进展钙蛋白酶的研究进展齐曾鑫，蔡加君，姚瑜，毛颖(复旦大学附属华山医院神经外科200040)关键词钙蛋白酶；肿瘤；神经退行性疾病；糖尿病多发性神经病变；肌营养不良摘要钙蛋白酶是一类Ca2+依赖性的半胱氨酸蛋白酶，可催化多种底物限制性水解。钙蛋白酶家族在神经退行性疾病、糖尿病多发性神经病变、肌营养不良的发生和发展，以及肿瘤生存、凋亡、侵袭中的作用研究已经有了一定的进展。文中就钙蛋白酶在神经系统疾病和肿瘤中作用的相关文献

2、作一综述。ProgressonStudyofCalpainQIZeng-xin,CAIJia-jun,YAOYu,MAOYingDepartmentofNeurosurgery,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,ChinaKEYWORDScalpain;tumor;neurodegenerativediseases;diabetespolyneuropathy;myodystrophyABSTRACTCalpainisafamilyofcysteineproteinase

3、sthatcatalyzethecontrolledproteolysisofmanyspecificsubstrates.Therehavebeensomeprogressonthestudyoftherolethatcalpainplayinthegenerationanddevelopmentofneurodegenerativediseases,diabetespolyneuropathy,myodystrophyandtheapoptosis,survivalandinvasionofglioma.Theprogress

4、ofresearchesfocusingoncalpainandtherelationshipbetweencalpainandneurologicaldiseaseswasreviewed.Ⅰ区自溶，这是钙蛋白酶水解的先决条件。Ⅱ区是半胱钙蛋白酶calpains概述氨酸蛋白酶与木瓜蛋白结合的区域，也是起到蛋白水解钙蛋白酶家族成员自从Guroff等[1]在大鼠的脑组作用的主要区域,可分为Ⅱa和Ⅱb接触反应区，当Ca2+织中首次发现一种Ca2+依赖的可溶的中性蛋白酶以来，缺乏时，这2个接触反应区域分离开以阻止底物水解；对于这种酶的研

5、究久盛不衰。Ishiura等[2]首先对该酶分在无活性状态下，其他区域也会相互作用保持这2个接离纯化。Ohno等[3]首次克隆出该酶的cDNA。迄今为止，触反应区域的分离。Ⅲ区含有特征性的C2结构域，可已被发现的calpain编码基因有16个[4]，至少编码16种以通过Ca2+依赖的方式将Ca2+与磷脂相结合，它可能是同工酶(表1)[5]。Ⅳ区和Ⅵ区的调节中心，并且在Ca2+依赖性的钙蛋白酶钙蛋白酶结构传统的钙蛋白酶由具有催化活性的膜转移过程中起重要的作用。Ⅳ区位于大亚基的羧基80000大亚基(由CAPN1基因编码)与具有调节活性

6、的端，含有5个EF手型结构域，是Ca2+与钙蛋白酶结合的30000小亚基(由CAPN2基因编码)组成[6,7](图1)[8]。80000位点，人类和鼠的钙蛋白酶2的X线晶体结构已经证实，大亚基和30000小亚基分别含有Ⅰ~Ⅳ4个结构域和Ca2+结合到Ⅳ区4个EF手型结构引起酶构象的改变，另Ⅴ、Ⅵ2个结构域。当钙蛋白酶大亚基被Ca2+激活时，一个手型结构导致了Ⅳ区和Ⅵ区两者的结合，这也证实[文章编号]1008-0678(2013)04-0456-07[中图分类号]R739.4[文献标识码]A[作者简介]齐曾鑫,男(1989-),在读

7、博士研究生,主要从事胶质瘤免疫治疗的研究。[通讯作者]毛颖,E-mail:yingmao168@hotmail.com中国临床神经科学2013年第21卷第4期457了钙蛋白酶的激活对Ca2+的依赖性。Ⅴ区富含甘氨酸残基，具有疏水作用，是钙蛋白酶与细胞膜或膜蛋白结合和相互作用的位点。钙蛋白酶的功能钙蛋白酶的功能主要表现在其水解活性。其水解活性并非针对某种特定氨基酸或特定序列。根据体内研究结果，许多蛋白质已经被证明是钙蛋白酶水解底物，包括细胞骨架和肌原纤维蛋白[如血影蛋白(spektrin)、肌钙蛋白]，膜相关蛋白(如受体、离子通道)

8、[9]，新陈代谢酶系统，信号调控激酶和磷酸酶(如蛋白激酶C、钙依赖磷酸酶)[10]，转录因子和凋亡相关蛋白[11]。因此，钙蛋白酶在细胞骨架重构、信号转导和细胞死亡等过程中都有重要作用。钙蛋白酶的活化机制Ca2+是钙蛋白酶信号通路的上级信号，当各种