アポトーシス中にDNAを分解するカスパーゼ活性化DNaseとその阻害剤ICAD

動物の恒常性は、細胞の成長と分化だけでなく、アポトーシスとして知られるプロセスによる細胞死によっても調節されます。アポトーシスは、プロテアーゼのカスパーゼファミリーのメンバーによって媒介され、最終的に染色体DNAの分解を引き起こします。カスパーゼ活性化デオキシリボヌクレアーゼ（CAD）とその阻害剤（ICAD）は、マウスリンパ腫細胞の細胞質画分で確認されています。CADは、核局在化シグナルを運ぶ343アミノ酸のタンパク質です。ICADは長くて短い形で存在します。組換えICADは、核DNAとそのDNase活性のCAD誘発性分解を特異的に阻害します。CADがCOS細胞または無細胞システムでICADで発現すると、CADはICADとの複合体として生成されます。カスパーゼ3での処理は、核のDNA断片化を引き起こすDNase活性を放出します。したがって、ICADは合成中にCADのシャペロンとして機能しているようで、DNase活性を阻害するためにCADと複合したままです。アポトーシス刺激によって活性化されたカスパーゼはICADを切断し、CADが核に入り、染色体DNAを分解します。

The homeostasis of animals is regulated not only by the growth and differentiation of cells, but also by cell death through a process known as apoptosis. Apoptosis is mediated by members of the caspase family of proteases, and eventually causes the degradation of chromosomal DNA. A caspase-activated deoxyribonuclease (CAD) and its inhibitor (ICAD) have now been identified in the cytoplasmic fraction of mouse lymphoma cells. CAD is a protein of 343 amino acids which carries a nuclear-localization signal; ICAD exists in a long and a short form. Recombinant ICAD specifically inhibits CAD-induced degradation of nuclear DNA and its DNase activity. When CAD is expressed with ICAD in COS cells or in a cell-free system, CAD is produced as a complex with ICAD: treatment with caspase 3 releases the DNase activity which causes DNA fragmentation in nuclei. ICAD therefore seems to function as a chaperone for CAD during its synthesis, remaining complexed with CAD to inhibit its DNase activity; caspases activated by apoptotic stimuli then cleave ICAD, allowing CAD to enter the nucleus and degrade chromosomal DNA.