We recently found that the insect-derived antimicrobial peptide CopA3 (LLCIALRKK) directly binds to and inhibits the proteolytic activation of caspases, which play essential roles in apoptotic processes. However, the mechanism of CopA3 binding to caspases remained unknown. Here, using recombinant GST-caspase-3 and -6 proteins, we investigated the mechanism by which CopA3 binds to caspases. We showed that replacement of cysteine in CopA3 with alanine caused a marked loss in its binding activity towards caspase-3 and -6. Exposure to DTT, a reducing agent, also diminished their interaction, suggesting that this cysteine plays an essential role in caspase binding. Experiments using deletion mutants of CopA3 showed that the last N-terminal leucine residue of CopA3 peptide is required for binding of CopA3 to caspases, and that C-terminal lysine and arginine residues also contribute to their interaction. These conclusions are supported by binding experiments employing direct addition of CopA3 deletion mutants to human colonocyte (HT29) extracts containing endogenous caspase-3 and -6 proteins. In summary, binding of CopA3 to caspases is dependent on a cysteine in the intermediate region of the CopA3 peptide and a leucine in the N-terminal region, but that both an arginine and two adjacent lysines in the C-terminal region of CopA3 also contribute. Collectively, these results provide insight into the interaction mechanism and the high selectivity of CopA3 for caspases.
Jun Soo Young;Shin Dong Hoon;Son Chang Woo;Shin Heung Mook
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
/
v.18
no.4
/
pp.1055-1060
/
2004
Apoptosis is the ability of cells to self-destruct by the activation of an intrinsic cellular suicide program when the cells are no longer needed or when they are seriously damaged. Morphologically, apoptosis is characterized by the appearance of membrane blebbing, cell shrinkage, chromatin condensation, DNA cleavage, and the fragmentation of the cell membrane-bound apoptotic bodies. Siegesbeckia glabrescens Makino (Siegesbeckiae Herba, SG) has been widely used as treatments for arthritis, and fever, as well as detoxification properties. The present studies were undertaken to evaluate if SG has an anti-apoptotic property. Cell viability was measured by XTT and tryphan blue stain. Morphological characteristic of human aortic smooth muscle cells(HASMC) were visualized with a phase-contrast microscope. SG significantly reduced HASMC, but not human umbilical vein endothelial cell(HUVEC), viability in a dose-dependent manner. Confluent untreated cells at 24hrs showed normal morphology, flat with a uniform polygonal shape. SG-treated cells (0.5㎎/㎖) at 24hrs showed apoptotic morphology. Cells became irregular with elongated lamellipodia, and exhibited condensed chromatin in nuclei with occasional endoucleation. There was an increase in the number of apoptotic cells rounding-up and being detached from the substrate. TUNEL staining of SG-treated cells showed dark-brown stains in nuclei and cytosol. Caspases are central components of the machinery responsible for apoptosis and are generally divided into two categories; the initiator caspases, which include caspases-2,-8,-9, and -10, and the effector caspases, which include caspases-3,-6, and -7. SG decreased anti-caspase-3 protein expression, which means activation of caspases-3 activity. It has been reported that there is a link between NO formation and apoptosis. NO production was accelerated by SG treatment in HASMC. L-NNA, NOS inhibitor, inhibited SG-induced apoptosis. These results, therefore, indicated that both caspases-3 and NO production are involved in apoptosis in smooth muscle cells. According to these results, SG may have a potential effect in the treatment of hypertensive atherosclerosis.
Inflammation is an immune response that protects against pathogens and cellular stress. The hallmark of inflammatory responses is inflammasome activation in response to various stimuli. This subsequently activates downstream effectors, that is, inflammatory caspases such as caspase-1, 4, 5, 11, and 12. Extensive efforts have been made on developing effective and safe anti-inflammatory therapeutics, and ginseng has long been traditionally used as efficacious and safe herbal medicine in treating various inflammatory and inflammation-mediated diseases. Many studies have successfully shown that ginseng plays an anti-inflammatory role by inhibiting inflammasomes and inflammasome-activated inflammatory caspases. This review discusses the regulatory roles of ginseng on inflammatory caspases in inflammatory responses and also suggests new research areas on the anti-inflammatory function of ginseng, which provides a novel insight into the development of ginseng as an effective and safe anti-inflammatory herbal medicine.
The anti-cancer activities of Rhus verniciflua Stokes (GC), Ulmus davidiana var. japonica Nakai (UGP) and arsenium sublimatum (SS) extracts, which have been used Oriental medicine therapy for various diseases, were investigated. The treatment of GC, UGP and SS alone, and combined treatment with GC, UGP and SS did not affect the cell viability in the mouse normal cell lines (RAW 264.7 macrophages and C2C12 myoblasts). However, co-treatment with GC, UGP and SS markedly induces apoptosis in human gastric cancer AGS cells, but not in other various cancer cell lines (human lung cancer A549, colon cancer HCT116, liver cancer Hep3B and bladder T24 cells) as evidenced by formation of apoptotic bodies, chromatin condensation, and accumulation of annexin-V positive cells. Co-treatment with GC, UGP and SS effectively induced the expression levels of Fas and Fas ligand, and inhibited the levels IAP family proteins such as XIAP, cIAP-1 and survivin, and anti-apoptotic Bcl-xL proteins compared with treatment with either agent alone. Combined treatment also significantly induced the loss of mitochondrial membrane potential, which was associated with the activation of caspases (-3, -8, and -9) and degradation of poly (ADP-ribose) polymerase. However, the cytotoxic effects induced by co-treatment with GC, UGP and SS were significantly attenuated by pan-caspases inhibitor, z-VAD-fmk, indicating an important role for caspases. These results indicated that the caspases were key regulators of apoptosis in response to co-treatment of GC, UGP and SS in human gastric cancer AGS cells and further studies will be needed to identify the active compounds.
Cho, Jin Hwa;Lee, Phil Young;Son, Woo-Chan;Chi, Seung-Wook;Park, Byoung Chul;Kim, Jeong-Hoon;Park, Sung Goo
BMB Reports
/
v.46
no.12
/
pp.588-593
/
2013
Apoptosis, programmed cell death, is a process involved in the development and maintenance of cell homeostasis in multicellular organisms. It is typically accompanied by the activation of a class of cysteine proteases called caspases. Apoptotic caspases are classified into the initiator caspases and the executioner caspases, according to the stage of their action in apoptotic processes. Although caspase-3, a typical executioner caspase, has been studied for its mechanism and substrates, little is known of caspase-6, one of the executioner caspases. To understand the biological functions of caspase-6, we performed proteomics analyses, to seek for novel caspase-6 substrates, using recombinant caspase-6 and HepG2 extract. Consequently, 34 different candidate proteins were identified, through 2-dimensional electrophoresis/MALDI-TOF analyses. Of these identified proteins, 8 proteins were validated with in vitro and in vivo cleavage assay. Herein, we report that HAUSP, Kinesin5B, GEP100, SDCCAG3 and PARD3 are novel substrates for caspase-6 during apoptosis.
Cordyceps militaris is well known as a traditional medicinal mushroom and has been shown to exhibit immunostimulatory and anticancer activities. In this study, we investigated the apoptosis induced by an aqueous extract of C. militaris (AECM) via the activation of caspases and altered mitochondrial membrane permeability in human breast cancer MDA-MB-231 cells. Exposure to AECM induced apoptosis, as demonstrated by a quantitative analysis of nuclear morphological change and a flow cytometric analysis. AECM increased hyperpolarization of mitochondrial membrane potential and promoted the activation of caspases. Both the cytotoxic effect and apoptotic characteristics induced by AECM treatment were significantly inhibited by z-DEVD-fmk, a caspase-3 inhibitor, which demonstrates the important role of caspase-3 in the observed cytotoxic effect. AECM-induced apoptosis was associated with the inhibition of Akt activation in a time-dependent manner, and pretreatment with LY294002, a PI3K/Akt inhibitor, significantly increased AECM-induced apoptosis. The results indicated that AECM-induced apoptosis may relate to the activation of caspase-3 and mitochondria dysfunctions that correlate with the inactivation of Akt.
Minocycline is known to protect neurons from microglia-mediated cell death in many experimental models of brain diseases including ischemic stroke, Huntington's disease (HD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), traumatic brain injury, multiple sclerosis, and Parkinson's disease. Activation of caspase-2, 3, 8, and 9 was evident within 2-8 hr following oxidative insult with 0.5 mM hydrogen peroxide in PC12 cells. Minocycline significantly attenuated activation of these caspases up to 18 hr, resulting a significant increase in cell viability as assessed by MTT assay. (omitted)
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.
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.
Background: Hemopoietic cells require the constant presence of growth factors for survival in vitro and in vivo. Caspases have been known as central executors of apoptotic cell death. We have, therefore, investigated the pathways that regulate caspase activity and apoptosis using the $CD34^+$ cell line, TF-1 which requires GM-CSF for survival. Methods: Apoptosis was measured by annexin V staining and mitochondrial membrane potential was measured by DiOC6 labelling. Intracellular pH was measured using pH sensitive fluorochrome, BCECF or SNARF-1, followed by flow cytometry analysis. Caspase activation was analyzed by PARP cleavage using anti-PARP antibody. Results: Removal of GM-CSF induceed PARP cleavage, a hallmark of caspase activity, concomitant with pHi acidification and a drop in mitochondrial potential. Treatment with ZVAD, a competitive inhibitor of caspases, partially rescued cell death without affecting pHi acidification and the reduction of mitochondrial potential, suggesting that both these events act upstream of caspases. Overexpression of Bcl-2 prevented cell death induced by GM-CSF deprivation as well as pHi acidification and the reduction in mitochondrial membrane potential. In parental cells maintained with GM-CSF, EIPA, a competitive inhibitor of $Na^+/H^+$ antiporter induced apoptosis, accompanied by a drastic reduction in mitochondrial potential. In contrast, EIPA induced apoptosis in Bcl-2 transfectants without causing mitochondrial membrane depolarization. Conclusion: Taken together, our results suggest that the regulation of $H^+$fluxes, either through a mitochondriondependent or independent pathway, is central to caspase activation and apoptosis.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.