APOPTOSIAPOPTOSI

NECROSINECROSI: PROCESSO PASSIVO: PROCESSO PASSIVOAPOPTOSIAPOPTOSI: PROCESSO ATTIVO: PROCESSO ATTIVO

HORWITZ E SULSTANHORWITZ E SULSTAN

NOBEL 2002NOBEL 2002CEDCED = CCaenorhabditis EElegans

DDeath genes

CASPASICASPASI = = CCisteinistein--proteasiproteasi

caratterizzate da un residuocaratterizzate da un residuo

CysCys, necessario per la catalisi., necessario per la catalisi.

I I substartisubstarti vengono tagliati a vengono tagliati a

Livello di residui Livello di residui AspAsp!!

DUE GRANDI GRUPPI DUE GRANDI GRUPPI DIDI

CASP:CASP:

--RISPOSTA APOPTOTICARISPOSTA APOPTOTICA--RISPOSTA INFIAMMATORIARISPOSTA INFIAMMATORIA

CASPASI ATTIVACASPASI ATTIVAE’ UN TETRAMERO!E’ UN TETRAMERO!

ATTUALMENTE IDENTIFICATIO ATTUALMENTE IDENTIFICATIO CACA. 300 SUBSTRATI DELLE CASPASI.. 300 SUBSTRATI DELLE CASPASI.

TRA QUESTI:TRA QUESTI:

--PROTEINE DEL CITOSCHELETRO;PROTEINE DEL CITOSCHELETRO;

--PROTEINE REGOLATIVE (Es.: PROTEINE REGOLATIVE (Es.: ββ--CATENINA);CATENINA);

--INIBITORI DELLE INIBITORI DELLE DNasiDNasi (ICAD);(ICAD);

--PROTEINE CHE CONTROLLANO LA TRADUZIONE;PROTEINE CHE CONTROLLANO LA TRADUZIONE;

--ALCUNI ALCUNI TFsTFs;;

--ALCUNE CHINASI.ALCUNE CHINASI.

DUE PRINCIPALI VIE:DUE PRINCIPALI VIE:

--VIA INTRINSECAVIA INTRINSECA

--VIA ESTRINSECAVIA ESTRINSECA

NotaNota: ENTRAMBE LE VIE SONO COLLEGATE: ENTRAMBE LE VIE SONO COLLEGATE

TRA LORO IN TERMINI TRA LORO IN TERMINI DIDI EFFETTORI FINALI!EFFETTORI FINALI!

VIA ESTRINSECA (Famiglia di recettori TNFVIA ESTRINSECA (Famiglia di recettori TNF--R)R)

--DOMINIO EXTRACELLULARE;DOMINIO EXTRACELLULARE;--DOMINIO TRANSMEMBRANA;DOMINIO TRANSMEMBRANA;--DOMINIO CITOPLASMATICO (DOMINIO CITOPLASMATICO (DIDI MORTE).MORTE).Nota: RECETTORE Nota: RECETTORE FasFas ESPRESSO SULLA SUPERFICIE ESPRESSO SULLA SUPERFICIE DIDI TUTTE LE CELLULE.TUTTE LE CELLULE.IL SUO LIGANDO IL SUO LIGANDO FasLFasL PRODOTTO SOLO DA SPECIFICI CITOTIPI.PRODOTTO SOLO DA SPECIFICI CITOTIPI.FasLFasL E’ UN OMOTRIMERO CHE, UNA VOLTA CHE INTERAGISCE CON E’ UN OMOTRIMERO CHE, UNA VOLTA CHE INTERAGISCE CON FasRFasR, NE DETERMINA, NE DETERMINAL’AGGREGAZIONE.L’AGGREGAZIONE.

A SEGUITO DEL LEGAME A SEGUITO DEL LEGAME DIDI FasLFasL A A FasRFasR, FADD (, FADD (FFasas AAssociatedssociated DDeatheathDDomain) INTERAGISCE CON IL DOMINIO omain) INTERAGISCE CON IL DOMINIO DIDI MORTE (DD) MORTE (DD) DIDI FasRFasR ((INTERAZIONEINTERAZIONEOMOTIPICAOMOTIPICA). A SUA VOLTA FADD (TRAMITE IL SUO DOMINIO DED) INTERAGISCE). A SUA VOLTA FADD (TRAMITE IL SUO DOMINIO DED) INTERAGISCECON LA CASPASI 8 (CASPASI REGOLATIVA). LE CASPASI REGOLATIVE A LORO VOLTACON LA CASPASI 8 (CASPASI REGOLATIVA). LE CASPASI REGOLATIVE A LORO VOLTAATTIVANO LE CASPASI ATTIVATRICI!ATTIVANO LE CASPASI ATTIVATRICI!

ALCUNE MALATTIE AUTOIMMUNI (ES: ALCUNE MALATTIE AUTOIMMUNI (ES: ALPS ALPS ––

AUTOIMMUNE LYMPHOPROLIFERATIVEAUTOIMMUNE LYMPHOPROLIFERATIVE

SYNDROMESYNDROME) SONO DOVUTE A MUTAZIONI A ) SONO DOVUTE A MUTAZIONI A

CARICO DEI GENI CHE CODIFICANO PER CARICO DEI GENI CHE CODIFICANO PER

FasRFasR O O FasLFasL

VIA INTRINSECA (O MITOCONDRIALE)VIA INTRINSECA (O MITOCONDRIALE)

NEL CASO DELLA VIA INTRINSECA LA NEL CASO DELLA VIA INTRINSECA LA CASPASI REGOLATIVA CASPASI REGOLATIVA E’ LA CASP 9 (NON LA 8).E’ LA CASP 9 (NON LA 8).

CASP 9 E’ CARATTERIZZATO DA UN CASP 9 E’ CARATTERIZZATO DA UN DOMINIO CARD DOMINIO CARD ((CCaspaseaspaseAActivationctivation and and RRecruitmentecruitment DDomain) CHE INTERAGISCE CONomain) CHE INTERAGISCE CONUN DOMINIO OMOLOGO PRESENTE NELLA PROTEINA UN DOMINIO OMOLOGO PRESENTE NELLA PROTEINA ApafApaf--11

((AApoptoticpoptotic PProteaserotease AActivatingctivating FFactoractor 1). L’EVENTO CHE INNESCA1). L’EVENTO CHE INNESCALA FORMAZIONE LA FORMAZIONE DELL’APOPTOSOMADELL’APOPTOSOMA E’ IL RILASCIO DEL E’ IL RILASCIO DEL CytCCytC

DA PARTE DELLO SPAZIO INTERMEMBRANA DEL MITOCONDRIO!DA PARTE DELLO SPAZIO INTERMEMBRANA DEL MITOCONDRIO!

3 DOMINI IN PROTEINA APAF:3 DOMINI IN PROTEINA APAF:

1)1) DOMINIO WD DOMINIO WD (RICCO IN (RICCO IN TrpTrp(W) E Asp (D)) (W) E Asp (D)) –– PERMETTE INTERAZIONE CON PERMETTE INTERAZIONE CON CytCyt C;C;2)2) DOMINIO DOMINIO ATPasicoATPasico;;

3)3) DOMINIO CARD DOMINIO CARD –– PERMETTE INTERAZIONE CON CASP 9PERMETTE INTERAZIONE CON CASP 9

APOPTOSOMA FORMATO DA 7 DIMETI APOPTOSOMA FORMATO DA 7 DIMETI DIDI CASP 9 CHE INTERAGISCONO CON 7 MONOMERICASP 9 CHE INTERAGISCONO CON 7 MONOMERIDIDI APAF1.APAF1.

CASP 9 ATTIVA ALTRE PROCASPASI ATTIVATRICI (COME CASP 3 E CASP 7)CASP 9 ATTIVA ALTRE PROCASPASI ATTIVATRICI (COME CASP 3 E CASP 7)

BCLBCL--2 RISIEDE SULLA MEMBRANA ESTERNA DEL MITOCONDRIO!2 RISIEDE SULLA MEMBRANA ESTERNA DEL MITOCONDRIO!

TUTTI E 4 I DOMINITUTTI E 4 I DOMINIBH (Es.: BCL2)BH (Es.: BCL2)

DOMINI BH 1,2,3DOMINI BH 1,2,3(Es.: BAX E BAK)(Es.: BAX E BAK)

DOMINIO BH3 DOMINIO BH3 ONLYONLY(Es.: NOXA, BID, (Es.: NOXA, BID, BAD)BAD)

BCL2 SI OPPONE ALLA FUORIUSCITA DEL BCL2 SI OPPONE ALLA FUORIUSCITA DEL CytCCytC DALDALMITOCONDRIO;MITOCONDRIO;

BAX E BAK FAVORISCONO LA FUORIUSCITA BAX E BAK FAVORISCONO LA FUORIUSCITA DIDI CytCCytCDAL MITOCONDRIO;DAL MITOCONDRIO;

LE PROTEINE BH3LE PROTEINE BH3--ONLY TENDONO A LEGARE E BLOCCAREONLY TENDONO A LEGARE E BLOCCAREL’ATTIVITA’ L’ATTIVITA’ DIDI PROTEINE ANTIPROTEINE ANTI--APO (COME BCL2)APO (COME BCL2)

BADBAD QUANDO E’ QUANDO E’ DEFOSFORILATODEFOSFORILATOINTERAGISCE CON BCL2 INTERAGISCE CON BCL2 BLOC=BLOC=

CANDOLO!CANDOLO!

REGOLAZIONE DELL’APOPTOSI MEDIANTE INTERAZIONE DELLE DIVERSE REGOLAZIONE DELL’APOPTOSI MEDIANTE INTERAZIONE DELLE DIVERSE PROTEINE “BH” A SEGUITO PROTEINE “BH” A SEGUITO DIDI STIMOLI ESTERNISTIMOLI ESTERNI

1)1) INTERAZIONE BCL2/BAD INTERAZIONE BCL2/BAD –– BAD FOSFORILATO DA AKT (ATTIVATO DA FATTORIBAD FOSFORILATO DA AKT (ATTIVATO DA FATTORIDIDI CREASCITA = SOPRAVVIVENZA)CREASCITA = SOPRAVVIVENZA)

2.2. INTERAZIONE BCL2/NOXA (BH3 ONLY PROTEIN) INTERAZIONE BCL2/NOXA (BH3 ONLY PROTEIN)

P53P53 ATTIVA LA TRASCRIZIONE ATTIVA LA TRASCRIZIONE DIDI NOXANOXA

NOXANOXA BLOCCA BCL2BLOCCA BCL2

FUORIUSCITA DEL FUORIUSCITA DEL CytCCytC DAL MITOCONDRIO!DAL MITOCONDRIO!

3.3. INTERAZIONE BCL2/BID (BH3 ONLY PROTEIN) INTERAZIONE BCL2/BID (BH3 ONLY PROTEIN)

A SEGUITO DELL’ATTIVAZIONE A SEGUITO DELL’ATTIVAZIONE DIDI RECETTORI RECETTORI DIDI MORTEMORTE

(VIA ESTRINSECA) (VIA ESTRINSECA) BID BID SI LEGA ALLA MEMBRANASI LEGA ALLA MEMBRANA

ESTERNA DEL MITOCONDRIO INIBENDO BCL2 A SEGUITOESTERNA DEL MITOCONDRIO INIBENDO BCL2 A SEGUITO

DIDI TAGLIO PROTEOLITICO TAGLIO PROTEOLITICO MEDIATO DA CASP8!MEDIATO DA CASP8!

((CLASSICO ESEMPIO CLASSICO ESEMPIO DIDI INTEGRAZIONE INTEGRAZIONE DIDI APOPTOSIAPOPTOSI

MEDIATA DA VIA ESTRINSECA E VIA INTRINSECAMEDIATA DA VIA ESTRINSECA E VIA INTRINSECA))

LE PROTEINE LE PROTEINE IAPIAP LEGANO LE CASPASI OCCUPANDOLEGANO LE CASPASI OCCUPANDO

I LORO SITI CATALITICI ED IMPEDENDO LOROI LORO SITI CATALITICI ED IMPEDENDO LORO

DIDI INTERAGIRE CON I SUBSTRATI!INTERAGIRE CON I SUBSTRATI!

IN PARTICOLARE LE IAP INIBISCONO LE CASPASIIN PARTICOLARE LE IAP INIBISCONO LE CASPASI

ATTIVATE DA VIA INTRINSECA!ATTIVATE DA VIA INTRINSECA!

UNA PROTEINA (SMAC) QUANDO SI ACCUMULA IN SEGUITOUNA PROTEINA (SMAC) QUANDO SI ACCUMULA IN SEGUITO

AD ATTIVAZIONE VIA INTRINSECA BLOCCA LE IAPAD ATTIVAZIONE VIA INTRINSECA BLOCCA LE IAP