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Covalent inhibition revealed by the crystal structure of the caspase-8/p35 complex. (Articolo in rivista)

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Covalent inhibition revealed by the crystal structure of the caspase-8/p35 complex. (Articolo in rivista) (literal)

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Xu G. 1, Cirilli M. 2, Huang Y. 3, Rich R.L. 4, Myszka D.G. 5, Wu H. 6 (2001)
Covalent inhibition revealed by the crystal structure of the caspase-8/p35 complex.
in Nature (Lond.)
(literal)

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Xu G. 1, Cirilli M. 2, Huang Y. 3, Rich R.L. 4, Myszka D.G. 5, Wu H. 6 (literal)

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Impact Factor: 27.955 Lanalisi cristallografica del complesso P35/caspasi-8 qui descritta è stata da me compiuta nel laboratorio del Prof. Hao Wu del Weill Medical College di New York nel corso del periodo di lavoro e permanenza negli Stati Uniti durato dal Febbraio 1997 all`Agosto 2002. Il laboratorio suddetto è uno dei più conosciuti nellambito della biologia strutturale di meccanismi cellulari apoptotici e di signaling. In particolare, lo studio del processo cellulare chiamato apoptosi o morte cellulare programmata, è stato uno dei settori della biologia cellulare che ha ricevuto maggior impulso nellultimo decennio. In questo ambito lo sviluppo di molecole organiche capaci di regolare e modulare la risposta apoptotica costituisce un settore strategico nello sviluppo di nuovi farmaci. La cristallografia raggi X su complessi proteici, rappresenta uno strumento indispensabile per ottenere quelle informazioni stereochimiche necessarie per individuare nuovi bersagli farmacologici. (literal)

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Rivista

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In questo lavoro si descrive a livello di dettaglio atomico, il meccanismo mediante il quale una proteina, chiamata P35, avente proprietà naturali di inibizione a largo spettro nei confronti di una intera classe di proteasi chiamate caspasi, può impedire la morte programmata di una cellula. Per poter ottenere questo grado di analisi fine, è stato applicata la metodologia della cristallografia a raggi X (analisi diffrattometrica a raggi X su cristallo singolo) sul complesso macromolecolare costituito dalla proteina P35 legata alla caspasi-8. Tale studio ha portato alla scoperta di un meccanismo di inibizione proteolitica del tutto nuovo e mai descritto in precedenza di suicide inhibition+covalent trapping cioè di inibizione enzimatica tramite la formazione di un legame covalente stabile tra enzima ed inibitore. La descrizione di questo meccanismo fornisce una importante base meccanicistica per poter interpretare le proprietà della proteina P35 quale potente inibitore dellapoptosi in diversi organismi e per poterle impiegare nello sviluppo di terapie mirate alla cura di malattie degenerative, neurodegenerative in particolare. (literal)

Note

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Titolo

Covalent inhibition revealed by the crystal structure of the caspase-8/p35 complex. (literal)

Abstract

Apoptosis is a highly regulated process that is crucial for normal development and homeostasis of multicellular organisms. The p35 protein from baculoviruses effectively prevents apoptosis by its broad-spectrum caspase inhibition. Here we report the crystal structure of p35 in complex with human caspase-8 at 3.0 A resolution, and biochemical and mutagenesis studies based on the structural information. The structure reveals that the caspase is inhibited in the active site through a covalent thioester linkage to p35, which we confirmed by gel electrophoresis, hydroxylamine treatment and mass spectrometry experiments. The p35 protein undergoes dramatic conformational changes on cleavage by the caspase. The repositioning of the amino terminus of p35 into the active site of the caspase eliminates solvent accessibility of the catalytic dyad. This may be crucial for preventing hydrolysis of the thioester intermediate, which is supported by the abrogation of inhibitory activity through mutations at the N terminus of p35. The p35 protein also makes conserved contacts with the caspase outside the active-site region, providing the molecular basis for the broad-spectrum inhibitory activity of this protein. We demonstrate a new molecular mechanism of caspase inhibition, as well as protease inhibition in general. (literal)

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