{{위키데이터 속성 추적}}

'''캐스페이스 3'''({{llang|en|caspase 3}}, '''CASP3''')는 [[캐스페이스 8]]과 [[캐스페이스 9]]와 상호작용하는 [[캐스페이스]]이다. ''CASP3'' 유전자에 의해 암호화된다. ''CASP3''의 상동성은 완전한 게놈 데이터를 사용할 수 있는 수많은 [[포유류]]에서 확인되었다.<ref name="OrthoMaM">{{웹 인용|url=http://www.orthomam.univ-montp2.fr/orthomam/data/cds/detailMarkers/ENSG00000164305_CASP3.xml|제목=OrthoMaM phylogenetic marker: CASP3 coding sequence|보존url=https://web.archive.org/web/20160303190753/http://www.orthomam.univ-montp2.fr/orthomam/data/cds/detailMarkers/ENSG00000164305_CASP3.xml|보존날짜=2016-03-03|url-status=dead|확인날짜=2009-12-20}}</ref> 고유한 상동성은 [[새]], [[도마뱀아목]], [[진양서류]], [[진골어류]]에도 존재한다.

캐스페이스 3는 시스테인-아스파르트산 단백질 분해 효소 (캐스페이스) 계열의 구성원이다.<ref name="pmid8861900">{{저널 인용|제목=Human ICE/CED-3 protease nomenclature|저널=Cell|날짜=October 1996|권=87|호=2|쪽=171|doi=10.1016/S0092-8674(00)81334-3|pmid=8861900}}</ref> 캐스페이스의 순차적 활성화는 [[세포자살]]의 실행 단계에서 중심적인 역할을 한다. 캐스페이스는 활성 [[효소]]를 형성하기 위해 이합체화되는 크고 작은 두 개의 서브 유닛을 생성하기 위해 보존된 아스파르트산 잔기에서 단백질 분해 처리를 겪는 비활성 [[지모겐]]으로 존재한다. 이 단백질은 [[캐스페이스 6]]와 [[캐스페이스 7]]을 절단하고 활성화한다. 그리고 단백질 자체는 [[캐스페이스 8]], [[캐스페이스 9]], [[캐스페이스 10]]에 의해 처리되고 활성화된다. 그것은 [[알츠하이머병]]의 신경 세포 사멸과 관련된 아밀로이드 베타 4A 전구체 단백질의 절단에 관여하는 카스페이스이다.<ref>{{저널 인용|제목=Involvement of caspases in proteolytic cleavage of Alzheimer's amyloid-beta precursor protein and amyloidogenic A beta peptide formation|저널=Cell|날짜=April 1999|권=97|호=3|쪽=395–406|doi=10.1016/s0092-8674(00)80748-5|pmid=10319819}}</ref> 이 유전자의 선택적 스플라이싱은 동일한 단백질을 암호화하는 두 개의 전사 변이체를 생성한다.<ref>{{웹 인용|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=836|제목=Entrez Gene: CASP3 caspase 3, apoptosis-related cysteine peptidase}}</ref>
{|
|[[파일:TNF_signaling.jpg|섬네일|300x300픽셀| 종양괴사인자 R1의 신호 전달 경로. 회색 점선은 여러 단계를 나타낸다.]]
|[[파일:Extrinsic_and_intrinsic_pathways_to_caspase-3_activation.jpg|섬네일|300x300픽셀| 캐스페이스 3 활성화로 이어지는 경로<ref name="pmid19077196">{{저널 인용|제목=Construction and analysis of a modular model of caspase activation in apoptosis|저널=Theoretical Biology & Medical Modelling|연도=2008|권=5|호=1|쪽=26|doi=10.1186/1742-4682-5-26|pmc=2672941|pmid=19077196}}</ref>]]
|}
캐스페이스 3는 현재 알려진 모든 캐스페이스에 공통적인 많은 전형적인 특성을 공유한다. 예를 들어, 활성 부위에는 [[시스테인]] 잔기(Cys-163)와 [[히스티딘]] 잔기(His-121)가 포함되어 있어 단백질 서열의 [[펩타이드 결합]] 절단을 [[아스파르트산]]의 [[C 말단]]측으로 안정화한다.<ref name="pmid9374030">{{저널 인용|제목=Apoptosis: an overview|저널=British Medical Bulletin|연도=1997|권=53|호=3|쪽=451–65|doi=10.1093/oxfordjournals.bmb.a011623|pmid=9374030}}</ref><ref name="pmid9228015"/> 이 특이성으로 인해 캐스페이스는 [[글루탐산]]보다 [[아스파르트산]]을 20,000배 더 선호하여 매우 선택적이다.<ref name="pmid10947972"/> 세포 내 캐스페이스의 주요 특징은 생화학적 변화가 활성화될 때까지 비활성인 프로캐스페이스라고 하는 [[지모겐]]으로 존재한다는 것이다. 각 프로캐스페이스는 약 20 kDa의 [[N 말단]] 대형 서브 유닛과 각각 p20 및 p10이라고 하는 약 10 kDa의 더 작은 서브 유닛을 가지고 있다.<ref name="pmid11803369"/>

== 기질 특이성 ==
정상적인 상황에서 캐스페이스는 [[반응물|기질]]의 테트라 펩타이드 서열을 인식하고 [[아스파르트산]] 잔기 후에 펩타이드 결합을 [[가수분해]]한다. 캐스페이스 3와 캐스페이스 7은 테트라 펩타이드 모티프인 Asp-xx-Asp를 인식하여 유사한 기질 특이성을 공유한다.<ref name="pmid17697120">{{저널 인용|제목=Plasticity of S2-S4 specificity pockets of executioner caspase-7 revealed by structural and kinetic analysis|저널=The FEBS Journal|날짜=September 2007|권=274|호=18|쪽=4752–65|doi=10.1111/j.1742-4658.2007.05994.x|pmid=17697120}}</ref> [[C 말단]] Asp는 절대적으로 필요하지만 다른 세 위치의 변형은 허용될 수 있다.<ref name="pmid16781734">{{저널 인용|제목=Structural and kinetic analysis of caspase-3 reveals role for s5 binding site in substrate recognition|저널=Journal of Molecular Biology|날짜=July 2006|권=360|호=3|쪽=654–66|doi=10.1016/j.jmb.2006.05.041|pmid=16781734}}</ref> 캐스페이스 기질 특이성은 캐스페이스 기반 [[효소 저해제|억제제]] 및 약물 설계에 널리 사용되었다.<ref name="pmid18855730">{{저널 인용|제목=Caspases: structure-guided design of drugs to control cell death|저널=Mini Reviews in Medicinal Chemistry|날짜=October 2008|권=8|호=11|쪽=1154–62|doi=10.2174/138955708785909899|pmid=18855730}}</ref>

== 구조 ==
캐스페이스 3(CPP32/Yama/apopain이라고도 함)<ref name="pmid7983002">{{저널 인용|제목=CPP32, a novel human apoptotic protein with homology to Caenorhabditis elegans cell death protein Ced-3 and mammalian interleukin-1 beta-converting enzyme|저널=The Journal of Biological Chemistry|날짜=December 1994|권=269|호=49|쪽=30761–4|doi=10.1016/S0021-9258(18)47344-9|pmid=7983002}}</ref><ref name="pmid7774019">{{저널 인용|제목=Yama/CPP32 beta, a mammalian homolog of CED-3, is a CrmA-inhibitable protease that cleaves the death substrate poly(ADP-ribose) polymerase|저널=Cell|날짜=June 1995|권=81|호=5|쪽=801–9|doi=10.1016/0092-8674(95)90541-3|pmid=7774019}}</ref><ref name="pmid7596430">{{저널 인용|제목=Identification and inhibition of the ICE/CED-3 protease necessary for mammalian apoptosis|저널=Nature|날짜=July 1995|권=376|호=6535|쪽=37–43|bibcode=1995Natur.376...37N|doi=10.1038/376037a0|pmid=7596430}}</ref>은 17 kDa 및 12 kDa 소단위로 절단되는 32 kDa 지모겐에서 형성된다. 프로캐스페이스가 특정 잔기에서 절단되면 활성 헤테로 테트라머는 소수성 상호작용에 의해 형성될 수 있으며, 이는 p17의 4개의 역평행 베타 병풍과 p12의 2개의 베타 병풍이 결합하여 이종이량체를 만들고, 이는 다시 다른 이종이량체와 상호작용한다. 캐스페이스에 고유한 [[알파 나선]]으로 둘러싸인 완전한 12가닥 [[베타 병풍]] 구조를 형성한다.<ref name="pmid11803369"/><ref name="pmid16200200"/>
[[파일:Caspase_3_subunits.png|대체글=subunits alt text|섬네일| 캐스페이스 3의 p12(분홍색) 및 p17(하늘색) 서브 유닛은 각각 빨간색과 파란색의 베타 병풍 구조를 가지고 있다.]]

== 메커니즘 ==
캐스페이스 3의 촉매 부위는 Cys-163의 티올 그룹과 His-121의 [[이미다졸]] 고리를 포함한다. His-121은 핵심 아스파르트산 잔기의 [[카보닐기]]를 안정화시키는 반면, Cys-163은 궁극적으로 펩타이드 결합을 절단하기 위해 공격한다. Cys-163과 Gly-238은 [[수소 결합]]을 통해 기질-효소 복합체의 사면체 [[전이 상태]]를 안정화시키는 기능도 한다.<ref name="pmid16200200"/> [[생체외|생체 외]]에서 캐스페이스 3은 두 번째 아스파르트산 잔기(D와 G 사이)의 카르복시 측에서 절단이 발생하는 펩타이드 서열 DEVDG(Asp-Glu-Val-Asp-Gly)를 선호하는 것으로 밝혀졌다.<ref name="pmid10947972">{{저널 인용|제목=Internally quenched fluorescent peptide substrates disclose the subsite preferences of human caspases 1, 3, 6, 7 and 8|저널=The Biochemical Journal|날짜=September 2000|권=350|호=2|쪽=563–8|doi=10.1042/0264-6021:3500563|pmc=1221285|pmid=10947972}}</ref><ref name="pmid16200200" /><ref name="pmid10200555"/> 캐스페이스 3는 다른 많은 실행자 캐스페이스보다 약간 더 높은(더 염기성인) 넓은 [[수소 이온 농도 지수|pH]] 범위에서 활성을 띤다. 이 넓은 범위는 캐스페이스 3가 정상 및 세포 사멸 세포 조건에서 완전히 활성화됨을 나타낸다.<ref name="pmid9325297">{{저널 인용|제목=Biochemical characteristics of caspases-3, -6, -7, and -8|저널=The Journal of Biological Chemistry|날짜=October 1997|권=272|호=41|쪽=25719–23|doi=10.1074/jbc.272.41.25719|pmid=9325297}}</ref>
[[파일:Caspase_3_active_site.png|대체글=active site alt text|섬네일| 캐스페이스 3의 활성 부위에 있는 Cys-285(노란색) 및 His-237(녹색 및 진한 파란색), 분홍색의 p12 소단위 및 연한 파란색의 p17 소단위]]

== 활성화 ==
캐스페이스 3는 외인성 (죽음 리간드) 및 내인성 ([[미토콘드리아]]) 경로에 의해 [[세포자살]]에서 활성화된다.<ref name="pmid11803369">{{저널 인용|제목=Caspases: opening the boxes and interpreting the arrows|저널=Cell Death and Differentiation|날짜=January 2002|권=9|호=1|쪽=3–5|doi=10.1038/sj.cdd.4400963|pmid=11803369}}</ref><ref name="pmid19505876">{{저널 인용|제목=Apoptosis and cancer: mutations within caspase genes|저널=Journal of Medical Genetics|날짜=August 2009|권=46|호=8|쪽=497–510|doi=10.1136/jmg.2009.066944|pmid=19505876}}</ref> 캐스페이스 3의 [[지모겐]] 기능은 조절되지 않으면 캐스페이스 활성이 무차별적으로 세포를 죽일 것이기 때문에 반드시 필요하다.<ref name="pmid14644197">{{저널 인용|제목=Mechanisms of caspase activation|저널=Current Opinion in Cell Biology|날짜=December 2003|권=15|호=6|쪽=725–31|doi=10.1016/j.ceb.2003.10.009|pmid=14644197}}</ref> 실행자 캐스페이스로서 캐스페이스 3 지모겐은 세포사멸 신호 이벤트가 발생한 후 개시자 캐스페이스에 의해 절단될 때까지 사실상 활동이 없다.<ref name="pmid19788411">{{저널 인용|제목=A constitutively active and uninhibitable caspase-3 zymogen efficiently induces apoptosis|저널=The Biochemical Journal|날짜=December 2009|권=424|호=3|쪽=335–45|doi=10.1042/BJ20090825|pmc=2805924|pmid=19788411}}</ref> 이러한 신호 이벤트 중 하나는 개시자 캐스페이스를 활성화할 수 있는 [[그랜자임|그랜자임 B]]를 세포 살해 T세포에 의한 세포사멸을 목표로 하는 세포로 도입하는 것이다.<ref name="pmid11561209">{{저널 인용|제목=Apoptosis: live or die--hard work either way!|저널=Hormone and Metabolic Research|날짜=September 2001|권=33|호=9|쪽=511–9|doi=10.1055/s-2001-17213|pmid=11561209}}</ref><ref name="pmid11384748">{{저널 인용|제목=Novel procaspase-3 activating cascade mediated by lysoapoptases and its biological significances in apoptosis|저널=Advances in Enzyme Regulation|연도=2001|권=41|호=1|쪽=237–50|doi=10.1016/S0065-2571(00)00018-2|pmid=11384748}}</ref> 이 외인성 활성화는 캐스페이스 3가 지배적인 역할을 하는 세포사멸 경로의 특징인 캐스페이스 신호 전달(caspase cascade)을 유발한다.<ref name="pmid9228015">{{저널 인용|제목=Zinc is a potent inhibitor of the apoptotic protease, caspase-3. A novel target for zinc in the inhibition of apoptosis|저널=The Journal of Biological Chemistry|날짜=July 1997|권=272|호=30|쪽=18530–3|doi=10.1074/jbc.272.30.18530|pmid=9228015}}</ref> 내인성 경로에서 [[미토콘드리아]]의 [[사이토크롬 c]]는 [[캐스페이스 9]], [[세포사멸 활성화 인자 1]] (apoptosis-activating factor 1, APAF1) 및 [[아데노신 삼인산|ATP]]와 함께 작용하여 프로캐스페이스 3를 처리한다.<ref name="pmid10200555"/><ref name="pmid11384748" /><ref name="pmid15055583"/> 이들 분자는 시험관 내에서 캐스페이스 3를 활성화하기에 충분하지만, 다른 조절 단백질은 [[생체내|생체 내]]에서 필요하다.<ref name="pmid15055583" /><ref name="pmid20232907">{{저널 인용|제목=Protective effect of mangosteen extract against beta-amyloid-induced cytotoxicity, oxidative stress and altered proteome in SK-N-SH cells|저널=Journal of Proteome Research|url=http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/243509/-1/134.pdf|날짜=May 2010|권=9|호=5|쪽=2076–86|doi=10.1021/pr100049v|pmid=20232907|access-date=2023-01-11|archive-date=2023-08-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20230804163211/http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/243509/-1/134.pdf|url-status=}}</ref>

== 억제 ==
캐스페이스 억제의 한 가지 수단은 [[c-IAP1]], [[c-IAP2]], [[XIAP]], [[ML-IAP]]를 포함하는 세포사멸 억제제 (Inhibitor of apoptosis, IAP) 단백질 패밀리를 이용하는 것이다.<ref name="pmid16200200">{{저널 인용|제목=Caspases: pharmacological manipulation of cell death|저널=The Journal of Clinical Investigation|날짜=October 2005|권=115|호=10|쪽=2665–72|doi=10.1172/JCI26252|pmc=1236692|pmid=16200200}}</ref> XIAP는 실행자 캐스페이스 3의 활성화에 직접 관여하는 개시자 캐스페이스 9에 결합하고 억제한다.<ref name="pmid15055583">{{저널 인용|제목=Mitochondrial activation of apoptosis|저널=Cell|날짜=January 2004|권=116|호=2 Suppl|쪽=S57–9, 2 p following S59|doi=10.1016/S0092-8674(04)00031-5|pmid=15055583}}</ref> 그러나 캐스페이스 신호 전달동안 캐스페이스 3는 특정 부위에서 캐스페이스 9를 절단하여 XIAP 활성을 억제하여 XIAP가 결합하여 캐스페이스 9 활성을 억제하는 것을 방지한다.<ref name="pmid17437405">{{저널 인용|제목=Caspase 3 attenuates XIAP (X-linked inhibitor of apoptosis protein)-mediated inhibition of caspase 9|저널=The Biochemical Journal|날짜=July 2007|권=405|호=1|쪽=11–9|doi=10.1042/BJ20070288|pmc=1925235|pmid=17437405}}</ref>

== 상호작용 ==
캐스페이스 3은 다음과 [[단백질-단백질 상호작용|상호작용]]하는 것으로 나타났다.

* CASP8
* NMT2
* CFLAR
* DCC
* GroEL
* HCLS1
* [[서바이빈]]
* TRAF3
* XIAP
* NFE2L2 

== 생물학적 기능 ==
캐스페이스 3은 [[염색질]] 응축 및 [[DNA]] 단편화를 담당하는 세포사멸에서의 전형적인 역할뿐만 아니라 정상적인 [[뇌]] 발달에 필요한 것으로 밝혀졌다.<ref name="pmid10200555">{{저널 인용|제목=Emerging roles of caspase-3 in apoptosis|저널=Cell Death and Differentiation|날짜=February 1999|권=6|호=2|쪽=99–104|doi=10.1038/sj.cdd.4400476|pmid=10200555}}</ref> 혈류에서 캐스페이스 3, p17 조각의 수치 상승은 [[심근 경색]]의 징후로 밝혀졌다.<ref name="pmid21211695">{{저널 인용|제목=Serum caspase-3 p17 fragment is elevated in patients with ST-segment elevation myocardial infarction: a novel observation|저널=Journal of the American College of Cardiology|날짜=January 2011|권=57|호=2|쪽=220–1|doi=10.1016/j.jacc.2010.08.628|pmid=21211695}}</ref> 또한 캐스페이스 3가 배아 및 조혈 [[줄기세포]] 분화에서 역할을 할 수 있다는 것이 밝혀지고 있다.<ref name="pmid18522841">{{저널 인용|제목=Rehabilitation of a contract killer: caspase-3 directs stem cell differentiation|저널=Cell Stem Cell|날짜=June 2008|권=2|호=6|쪽=515–6|doi=10.1016/j.stem.2008.05.013|pmid=18522841}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[PMAP]]
* [[캐스페이스]]
* PAC-1

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:EC 3.4.22]]
[[분류:인간 4번 염색체상 유전자]]