清华大学施一公教授新年发表第一篇pnas文章

细胞凋亡是由引发剂和效应物caspase的连续激活进行的，在哺乳动物细胞中，引发剂caspase-9负责效应物caspase-3的激活，这个过程主要依赖于一个特定的多蛋白复合物。对于caspase-9来说，这个多蛋白复合物被称为凋亡体，包括凋亡蛋白酶激活因子1（apaf-1）和细胞色素c（cytc）之间的一个异二聚体的七个拷贝。

一直以来，科学家们都希望能弄清楚apaf-1凋亡体激活caspase-9的分子机制。此前施一公教授研究组发现以往报道的apaf-1 card(caspase recruitment domain)结构域与caspase-9 card之间1:1相互作用不足以激活caspase-9。apaf-1 card和caspase-9之间形成多聚复合体是caspase-9激活的基础，而三种类型的独特界面是多聚复合体形成的必要条件。而且，研究人员证实了多聚复合体上的另一个表面区域在caspase-9激活发挥必不可少的作用。在此基础上，这一组研究人员进一步报道了一个凋亡全酶的冷冻电子显微镜（cryo-em）结构，并以此为指导进行了相应的生物化学分析，这些结构与生化分析结果表明，凋亡体至少能部分通过抑制性card结构域的螯合作用来激活caspase-9。研究人员表示此前的机械研究大量依赖于在没有apaf-1凋亡体存在的情况下改造的caspase-9，而这项研究中，他们分析了在apaf-1凋亡体存在情况下的caspase-9活性的生物化学，结果表明apaf-1凋亡体能通过两种方式来激活caspase-9：一种是由caspase募集结构域介导的抑制作用，另外一种是刺激蛋白酶结构域的催化活性。此外，此前施一公教授研究组还在genes & development上发文，通过单粒子冷冻电镜分析，在3.8 ?的原子级分辨率上，确定了一个完整的哺乳动物凋亡体apaf-1的三维结构。研究人员确定了一个完整的哺乳动物凋亡体的原子结构（3.8 ?分辨率）。结构分析连同结构引导的生化表征，揭示了细胞色素c如何通过与wd40重复的特异性相互作用，而解除apaf-1的自动抑制。与自动抑制的apaf-1的结构对比，揭示了datp结合如何触发一系列的构象变化，从而导致凋亡体的形成。总而言之，这些研究结果，阐释了细胞色素c和datp介导的apaf-1激活的分子机制。

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