• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.27-33
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• 2004

생쥐 신생자 시기에 생식 세포의 사멸 기전을 알아보기 위하여 세포 사멸을 보이는 생식 세포에서 세포 사멸 관련 단백질인 caspase-3, caspase-activated DNase(CAD), Bax 및 Fasnas ligand의 발현을 조사하였다. 활성화된 caspase-3와 CAD의 면역화학적 염색 결과 일차 및 이차 난포내 TUNEL 양성을 보이는 세포 사멸 난자에서 발현되는 것을 관찰하였다. CAD 또한 TUNEL 양성을 보이는 세포 사멸 난자에서 염색되었다. 활성화된 caspase-3와 CAB에 양성을 보이는 대부분의 난자들은 폐쇄의 형태학적 특징이라고 할 수 있는 세포질 내 공포가 관찰되었다. Bax는 세포질 내 공포가 존재하는 세포 사멸된 난자에서 염색되었다. Fas ligand 또한 TUNEL 양성을 보이는 난자에서 염색되었다. 이러한 TUNEL 양성을 보이는 생식 세포에서 활성화된 caspase-3와 CAD가 염색된 결과는 생쥐 난포 발달 초기 단계에 caspase-3와 CAD가 생식 세포의 세포사멸에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 또한 TUNEL 양성을 보이는 난자에서 Bax와 Fas ligand가 발현된 결과는 이러한 단백질이 난자의 세포 사멸을 조절하는 요소로 작용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권4호
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• pp.385-389
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• 2015

선행연구에서 카스파제-3 효소가 DEVD 기질을 완전히 절단하는 반면 IETD 기질은 DEVD의 약 50%정도만을 부분적으로 분해한다는 사실을 보고하였다. 본 연구에서는 정제된 폴리-단백질이 카스파제-3 단백질 분해효소의 기질에 따른 차별적인 분해활성에 의해 프로세싱 되는 양상을 분석하였다. 모델 단백질로서 GST, MBP, RFP 세 종류의 단백질을 DEVD 및 IETD 펩타이드로 연결시킨 폴리-단백질을 제작하였으며, 폴리-단백질은C-말단에 6개의 히스티딘 태그가 결합되도록 클로닝 되었다. IMAC 크로마토그래피를 이용하여 분리 및 정제된 재조합 단백질은 SDS-PAGE 분석을 통해 분자량이 약 93 kDa으로 나타났으며, 카스파제-3 효소의 처리에 의해 각각 MBP:RFP, MBP 그리고 GST 3종류의 단백질 절편으로 절단 및 분리되었다. 이 연구를 통해 단백질 분해효소와 기질 간의 반응성의 차이를 이용하여 폴리-단백질을 정량적으로 프로세싱 할 수 있다는 예를 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1529-1537
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• 2009

L-arginine 구조유사체인 L-canavanine의 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포에 대한 apoptosis 유도활성이 단백질 티로신키나아제 $p56^{lck}$에 어떻게 조절되는지를 규명하기 위해 $p56^{lck}$를 발현하는 Jurkat T 세포주 E6.1과 $p56^{lck}$-결손 Jurkat T 세포주 JCaM1.6에 있어서 L-canavanine의 세포독성, L-canavanine에 의해 유도되는 apoptotic DNA fragmentation 및 apoptotic sub-$G_1$ peak를 비교하여 본 바, $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포가 $p56^{lck}$-positive E6.1 세포에 비해 L-canavanine의 apoptotis 유도활성에 훨씬 더 민감한 것으로 나타났다. 이러한 $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포의 민감성은 JCaM1.6 세포에 $p56^{lck}$ 유전자를 transfection시켜 발현시키면 현저히 감소되었다. L-Canavanine에 의해 유도되는 apoptosis관련 현상들을 $p56^{lck}$-stable transfectant인 JCaM1.6/lck 세포와 empty vector-transfectant 인 $p56^{lck}$-negaive JCaM1.6/vector 세포에서 Western blot analysis로 비교한 결과, L-canavanine에 의해 유도되는 mitochondrial membrane potential (${\Delta\Psi}m$)의 감소, caspase-9, -8, -7 및 -3의 활성화, 그리고 PARP 및 $PLC{\gamma}$-1의 분해가 JCaM1.6/vector 세포에 비해 JCaM1.6/lck 세포에서 더 약하게 나타났다. JCaM1.6/lck 세포를 2.5 mM L-canavanine으로 처리한 다음 세포 내 $p56^{lck}$ kinase 활성의 변화를 $\alpha$-casein을 기질로 하여 시간 별로 측정한 결과, L-canavanine의 처리 후 15분만에 $p56^{lck}$ kinase의 활성이 약 1.6배 증가되었으며 이후 6시간 동안은 약 1.3~1.4 배정도 증가된 수준으로 kinase 활성이 유지되는 것으로 확인되었다. L-Canavanine에 의한 apoptosis의 개시에 Fas/FasL 상호작용이 관련되는지를 규명하기 위해 FADD-negative Jurkat T 세포주 I2.1, caspase-8-negative Jurkat T 세포주 I9.2 및 wild-type Jurkat T 세포주 A3에 대한 L-canavanine의 세포독성을 비교한 결과, A3와 I2.1 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성이 동일하게 나타났고, 특히 caspase-8가 결손된 I9.2 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성에 대한 민감성이 A3와 I2.1 세포에 비해 단지 미약하게만 완화되는 것으로 나타나, L-canavanine의한 apoptosis에는 Fas/FasL 상호작용이 관련되어 있지 않으며, 또한 caspase-8의 역할이 필수적이지 않음을 시사하였다. Jurkat T 세포에 있어서 L-canavanie에 의해 유도되는 sub-$G_1$ peak 및 caspases 활성화에 미치는 pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk), caspase-9 inhibitor (z-LEHD-fmk), caspase-3 inhibitor (z-DEVD-fmk), caspase-4 inhibitor (z-LEVD-fmk) 및 caspase-12 inhibitor (z-ATAD-fmk)의 영향을 조사한 결과, L-canavanie에 의한 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$의 감소, caspase-9 및 caspase -3의 활성화에 뒤따른 caspase-8 및 caspase-7의 활성화, 그리고 PARP의 분해의 순서로 유도되는 것으로 나타났으며, 아울러 caspase-9의 활성화와 함께 caspase-12의 활성화가 L-canavanine 처리에 따른 caspase-3의 활성화에 요구되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, L-canavanine 처리에 의한 Jurkat T 세포의 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$ 감소, caspase-9, caspase-3 및 caspase-7의 활성화에 의해 유도되며, 이들 apoptosis 현상들은 $p56^{lck}$에 의해 negative regulation되었다.

• 통합자연과학논문집
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• 제7권3호
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• pp.166-172
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• 2014

Caspases, a family of cysteinyl aspartate-specific proteases plays a central role in the regulation and the execution of apoptotic cell death. Activation of caspases-3 stimulates a signaling pathway that ultimately leads to the death of the cell. Hence, caspase-3 has been proven to be an effective target for reducing the amount of cellular and tissue damage. In this work, comparative molecular field analysis (CoMFA) was performed on a series of 3, 4-dihydropyrimidoindolones derivatives which are inhibitors of caspase-3. The best predictions were obtained for CoMFA model ($q^2=0.676$, $r^2=0.990$). The predictive ability of test set ($r^2_{pred}$) was 0.688. Statistical parameters from the generated QSAR models indicated the data is well fitted and have high predictive ability. Our theoretical results could be useful to design novel and more potent caspase-3 derivatives.

• Molecules and Cells
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• 제24권2호
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• pp.261-267
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• 2007

Apoptotic signals are typically accompanied by activation of aspartate-specific cysteine proteases called caspases, and caspase-3 and -7 play crucial roles in the execution of apoptosis. Previously, using the proteomic approach, protein disulfide isomerase (PDI) was found to be a candidate substrate of caspase-7. This abundant 55 kDa protein introduces disulfide bonds into proteins (via its oxidase activity) and catalyzes the rearrangement of incorrect disulfide bonds (via its isomerase activity). PDI is abundant in the ER but is also found in non-ER locations. In this study we demonstrated that PDI is cleaved by caspase-3 and -7 in vitro. In addition, in vivo experiment showed that it is cleaved during etoposide-induced apoptosis in HL-60 cells. Subcellular fractionation showed that PDI was also present in the cytosol. Furthermore, only cytosolic PDI was clearly digested by caspase-3 and -7. It was also confirmed by confocal image analysis that PDI and caspase-7 partially co-localize in both resting and apoptotic MCF-7 cells. Overexpression of cytosolic PDI (ER retention sequence deleted) inhibited cell death after an apoptotic stimulus. These data indicate that cytosolic PDI is a substrate of caspase-3 and -7, and that it has an anti-apoptotic action.

• 통합자연과학논문집
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• 제7권2호
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• pp.87-91
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• 2014

Amyloid beta ($A{\beta}$) peptide has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease and has been reported to induce apoptotic death in cell culture. Cysteine Proteases, a family of enzymes known as caspases, mediate cell death in many models of apoptosis. In the present study, we examined the caspase activity and cell death in $A{\beta}$-treated SHSY5Y cells, as an attempt to elucidate the relationship between the type of caspase and $A{\beta}$-induced cell death. $A{\beta}$ at 20 ${\mu}M$ induce activation of caspase-3, 8 and 9 activity, but not the caspase-1. Caspase-3, 8 and 9 were processed by Ab treatment, consistent with the activity assay. Inhibition of the caspase activities by the selective inhibitors, however, marginally affected the cell death induced by $A{\beta}$. Taken together, the results indicate that $A{\beta}$-induced cell death may be independent of caspase activity and rather, the enzymes might be activated as a result of the cell death.

• 통합자연과학논문집
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• 제7권4호
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• pp.227-233
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• 2014

Caspases, a family of cysteinyl aspartate-specific proteases plays a central role in the regulation and the execution of apoptotic cell death. Activation of caspases-3 stimulates a signaling pathway that ultimately leads to the death of the cell. Hence, caspase-3 has been proven to be an effective target for reducing the amount of cellular and tissue damage. In this work, comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA) was performed on a series of 3,4-dihydropyrimidoindolones derivatives which are inhibitors of caspase-3. The best predictions were obtained for CoMSIA model ($q^2$ = 0.586, $r^2$ = 0.955). The predictive ability of test set ($r^2_{pred}$) was 0.723. Statistical parameters from the generated QSAR models indicated the data is well fitted and have high predictive ability. Our theoretical results could be useful to design novel and more potent caspase-3 derivatives.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권10호
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• pp.5895-5900
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• 2013

Dictamnine (Dic) has the ability to exert cytotoxicity in human cervix, colon, and oral carcinoma cells and dihydroartemisinin (DHA) also has potent anticancer activity on various tumour cell lines. This report explores the molecular mechanisms by which Dic treatment and combination treatment with DHA and Dic cause apoptosis in human lung adenocarcinoma A549 cells. Dic treatment induced concentration- and time-dependent cell death. FCM analysis showed that Dic induced S phase cell cycle arrest at low concentration and cell apoptosis at high concentration in which loss of mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\Psi}m$) was not involved. In addition, inhibition of caspase-3 using the specific inhibitor, z-DQMD-fmk, did not attenuate Dic-induced apoptosis, implying that Dic-induced caspase-3-independent apoptosis. Combination treatment with DHA and Dic dramatically increased the apoptotic cell death compared to Dic alone. Interestingly, pretreatment with z-DQMD-fmk significantly attenuated DHA and Dic co-induced apoptosis, implying that caspase-3 plays an important role in Dic and DHA co-induced cell apoptosis. Collectively, we found that Dic induced S phase cell cycle arrest at low concentration and cell apoptosis at high concentration in which mitochondria and caspase were not involved and DHA enhanced Dic induced A549 cell apoptosis via a caspase-dependent pathway.

• 생명과학회지
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• 제31권10호
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• pp.954-959
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• 2021

세포 사멸은 항상성을 유지하기 위해 세포군을 조절하는 중요한 메커니즘이며 시스테인 단백질분해효소 중 하나인 카스파제는 세포 사멸 경로의 중요한 중재자이다. Caspase-8은 세포외 자극에 의해 시작되는 외인성 세포자멸 경로의 개시자 카스파제이다. Caspase-8에는 보존된 도메인인 N-말단의 두개의 죽음 이펙터 도메인(DED)과 C-말단의 2개의 촉매 도메인을 가지며, 이는 이러한 외인성 세포자멸 경로에 중요하게 작용한다. 외인성 세포멸사 경로에서, TNF 슈퍼패밀리인 죽음 수용체는 세포 외부로부터의 죽음 수용체 특이적 리간드의 결합에 의해 활성화된다. 활성화된 죽음 수용체가 어댑터 단백질인 Fas-associated death domain 단백질(FADD)을 모집한 후, 죽음 수용체와 FADD의 죽음 도메인(DD)이 서로 결합하고 죽음 수용체와 결합한 FADD가 caspase-8의 전구체 형태인 procaspase-8을 모집한다. FADD와 procaspase-8의 죽음 이펙터 도메인은 서로 결합하고 FADD에 결합된 procaspase-8은 prodomain의 절단에 의해 활성화된다. 이 죽음 수용체-FADD-caspase-8 복합체는 세포사멸 유도 신호복합체(DISC)라고 한다. 세포 FLICE 억제 단백질(c-FLIPs)은 세포사멸을 억제하는 역할과 촉진하는 역할을 모두 수행하여 caspase-8의 활성화를 조절하고 caspase-8 활성화는 caspase-3와 같은 작동자 카스파제를 활성화를 시킨다. 마지막으로 활성화된 작동자 카스파제는 DNA 분해, 핵 응축, 세포막 수포 및 카스파제 기질의 단백질 분해에 작용하여 세포사멸을 완료한다.

• Toxicological Research
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• 제20권1호
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• pp.63-69
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• 2004

Casapse-3 protease is known as a key role of apoptotic enzyme, and caspase-3 activity is a central event that occurs upstream of DNA fragmentation during apoptosis. This study demonstrates that chitosan pretreatment inhibits cadmium-induced apoptosis by attenuating the activity of caspase-3. We also analyzed the protective effect of chitosan on DNA fragmentation induced by cadmium. Cadmium toxicity was examined by DNA fragmentation and nuclear condensation with Hoechst stain. Caspase-3 activities were increased cadmium treated group for 3 hours compared with control. When chitosan (150 mg/ml) was pretreated at 30 min before cadmium treatment, cadmium cytotoxicity was suppressed in a dose-dependent manner evaluated by DNA fragmentation and caspase activity. From these results, it is suggest that the protective effect of chitosan pretreatment against cadmium-induced cytotoxicity is mediated through inhibition of caspase-3 protease activation and DNA fragmentation.