CASPASE: REVIEW TENTANG PERAN LAIN PADA APOPTOSIS, KARAKTER KANTUNG KATALITIK, SERTA INTERAKSI DENGAN SUBSTRAT DAN INHIBITORNYA

Maryam Hasymia Ishmatullah, Sandra Megantara, Jutti Levita

Abstrak


Akhir-akhir ini banyak dilakukan penelitian tentang penghambatan pertumbuhan sel kanker atau apoptosis dari ekstrak tanaman. Caspase, enzim protease yang berperan dalam apoptosis, menjadi target menarik untuk ditelaah. Penelusuran artikel ini dilakukan untuk memberi informasi tentang peran lain caspase pada apoptosis, karakter kantung katalitiknya, serta interaksinya dengan substrat dan inhibitor. Metode pencarian artikel dilakukan melalui basis data Google Scholar dengan kata kunci “caspase catalytic site”, “apoptosis”, “amino acid residues”, dan “substrates and inhibitors of caspase”. Hasil penelusuran artikel ini menunjukkan bahwa caspase-3 berperan dalam sensitivitas dan efisiensi apoptosis serta menghambat produksi ROS, sedangkan caspase 9 dapat membelah protein pro-apoptosis menjadi bentuk aktifnya. Kantung katalitik masing-masing caspase memiliki residu penting berbeda, yaitu residu Cys285 dan His23 pada caspase-3, Asp374 pada caspase-8, dan pada caspase 9 berupa residu Cys230, His224, Cys272, His237, Cys239, dan Cys287.  Substrat caspase-3 adalah DEVD dan DVLD dan inhibitornya yaitu FICA dan DICA bersifat alosterik. Substrat caspase-8 adalah IETD dan saat ini sedang dikembangkan inhibitornya yakni c-FLIP. LEHD adalah substrat caspase-9, serta seng merupakan inhibitor selektif caspase-9.  Dapat disimpulkan bahwa selain berperan dalam apoptosis, caspase juga meningkatkan sensitivitas dan efisiensi apoptosis serta menghambat produksi ROS. Walaupun secara umum karakter kantung katalitik caspase mirip, namun masing-masing caspase memiliki residu asam amino penting yang berbeda, dan masing-masing caspase memiliki inhibitor yang menempati posisi alosterik (bukan menghambat di tempat substrat terikat). Review ini akan bermanfaat bagi peneliti bidang penemuan obat antikanker.

Kata kunci: antikanker, apoptosis, caspase


Teks Lengkap:

DOWNLOAD (PDF)

Referensi


Kementerian Kesehatan RI. Laporan Riskesdas 2018. Kementerian Kesehatan Republik Indonesia; 2018. doi:10.1017/CBO9781107415324.004

Islam MT, Ali ES, Uddin SJ, et al. Andrographolide, a diterpene lactone from Andrographis paniculata and its therapeutic promises in cancer. Cancer Lett. 2018;420(February):129-145. doi:10.1016/j.canlet.2018.01.074

Kabel AM, Adwas AA, Elkhoely AA, Abdel-rahman MN. Apoptosis : Insights into Pathways and Role of p53 , Bcl-2 and Sphingosine Kinases. 2016;4(4):69-72. doi:10.12691/jcrt-4-4-3

Lamkanfi M, Declercq W, Saelens X, M K, Vandenabeele P. Alice in caspase land. Cell Death Differ. 20002;9:358-361.

Logue SE, Martin SJ. Mamalian caspase activation pathways in apoptosis and inflammation. in: design of caspase inhibitors as potential clinical agents. ; 2009:1.

Goodsell D. Imported from nhttp://pdb101.rcsb.org/motm/206. Published online 2005. doi:10.2210/RCSB_PDB

Brentnall M, Menocal L, Guevara R, Cepero E BL. Caspase-9, caspase-3 and caspase-7 have distinct roles during intrinsic apoptosis. BMC Cell Biol. 2013;14(32).

Kominami K et al. The molecular mechanism of apoptosis upon caspase-8 activation: Quantitative experimental validation of a mathematical model. BBA. 2012;1823:1825-1840.

Khan S, Ahmad K, Alshammari EMA, et al. Implication of caspase-3 as a common therapeutic target for multineurodegenerative disorders and its inhibition using nonpeptidyl natural compounds. Biomed Res Int. Published online 2015. doi:10.1155/2015/379817

Seaman JE, Julien O, Lee P, Rettenmaier T, Thomsen N, Wells J. Cacidases: Caspases can cleave after aspartate, glutamate and phosphoserine residues. Cell Death Differ. 2016;23(10):1717-1726. doi:10.1038/cdd.2016.62

Fox JL, Hughes MA, Meng X, et al. Cryo-EM structural analysis of FADD:Caspase-8 complexes defines the catalytic dimer architecture for co-ordinated control of cell fate. Nat Commun. 2021;12(819):1-17. doi:10.1038/s41467-020-20806-9

Turowec JP, Duncan JS, Gloor GB, Litchfield DW. Regulation of caspase pathways by protein kinase CK2: Identification of proteins with overlapping CK2 and caspase consensus motifs. Mol Cell Biochem. 2011;356:159-167. doi:10.1007/s11010-011-0972-5

Li Y, Zhou M, Hu Q, et al. Mechanistic insights into caspase-9 activation by the structure of the apoptosome holoenzyme. PNAS. 2017;114(7):1542-1547. doi:10.1073/pnas.1620626114

Dagbay K, Eron SJ, Serrano BP, et al. A multipronged approach for compiling a global map of allosteric regulation in the apoptotic caspases. In: Methods in Enzymology. ; 2014. doi:10.1016/B978-0-12-417158-9.00009-1

Megantara S, Mutakin M, Halimah E, Febrina E, Levita J. Molecular interaction of the downstream executioner cysteine aspartyl proteases (Caspase-3 and caspase-7) with corilagin, quercetin, rutin, kaempferol, gallic acid, and geraniin of acalypha wilkesiana müll.arg. Rasayan J Chem. Published online 2020. doi:10.31788/RJC.2020.1335766

Schroeder T, Barandun J, Flütsch A, Briand C, Mittl PRE, Grütter MG. Specific inhibition of caspase-3 by a competitive DARPin: Molecular mimicry between native and designed inhibitors. Structure. 2013;21:277-289. doi:10.1016/j.str.2012.12.011

Hu Q, Wu D, Chen W, Yan Z, Shi Y. Proteolytic processing of the caspase-9 zymogen is required for apoptosome-mediated activation of caspase-9. J Biol Chem. 2013;288(21):15142-15147. doi:10.1074/jbc.M112.441568

Julien O, Zhuang M, Wiita A, et al. Quantitative MS-based enzymology of caspases reveals distinct protein substrate specificities, hierarchies, and cellular roles. PNAS. Published online 2016.

Huber KL, Hardy JA. Mechanism of zinc-mediated inhibition of caspase-9. Protein Sci. 2012;21:1056-1065. doi:10.1002/pro.2090

Sun S. Understanding the role of the death receptor 5/fadd/caspase-8 death signaling in cancer metastasis. Mol Cell Pharmacol. 2011;3(1):31-34.

Boice A, Bouchier-Hayes L. Targeting apoptotic caspases in cancer. Biochim Biophys Acta - Mol Cell Res. Published online 2020. doi:10.1016/j.bbamcr.2020.118688

Parrish AB, Freel CD, Kornbluth S. Cellular mechanisms controlling caspase activation and function. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2013;5. doi:10.1101/cshperspect.a008672

Julien, O. & Well J. Caspases and their substrates. Cell Death Differ. 2017;24(8):1380–1389.

Green D. Apoptotic Pathways: Paper Wraps Stone Blunts Scissors. Cell. 2000;102:1-4.

Porȩba M, Strózyk A, Salvesen GS, Dra̧g M. Caspase substrates and inhibitors. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2013;5(8):1-20. doi:10.1101/cshperspect.a008680

Kirshner DA, Nilmeier JP, Lightstone FC. Catalytic site identification—a web server to identify catalytic site structural matches throughout PDB. Nucleic Acids Res. 2013;41.




DOI: http://dx.doi.org/10.52434/jfb.v12i2.1154

Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.


FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM, UNIVERSITAS GARUT

Jalan Jati No 42B Tarogong Kaler Garut Jawa Barat

(0262) 540007

(0262) 544-217

Email : [email protected]

Lisensi Creative Commons
Jurnal Farmako Bahari Universitas Garut Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa 4.0 Internasional.

Web Analytics

Indexed by:

Supervised by:

Copyright © journal.uniga.ac.id 2015