Cheng, E. H. -Y. et al. VDAC2 inhibits BAK activation and mitochondrial apoptosis. Science301, 513-517 (2003) | | | |
FURTHER READING Cory, S. & Adams, J. M. The Bcl2 family: regulators of the cellular life-or-death switch. Nature Rev. Cancer2, 647-656 (2002) | | | |
How the pro-apoptotic molecules and — which are potentially lethal — are maintained in an inactive, monomeric confirmation in viable cells is poorly understood. However, recent structural insights into the monomeric Bax molecule have provided a possible mechanism for its inactive status. And now, reporting in Science, Stanley Korsmeyer and colleagues have identified a protein — voltage-dependent anion channel 2 () — that keeps Bak in check.
Bak и Bax необходимы для митохондриалього апоптоза — 'BH3-only' члены семейства Bcl-2 отвечают на death сгналы и затем запускают активацию Bak и Bax, это ведет к к возникновеню пронцаемости митохондриальных мембран и выходу cytochrome c. Это запускает каскад каспаз.
Чтобы понять, м. ли Bak взаимодействовать с др. митохондриальными белками, которые регулируют его активность Korsmeyer и др. использовали поперечные связыватели белков для идентификации белка кандидат (X), который комплексуется с Bak в очищенных митохондриях или целых клетках. Комплекс Bak–X д. теряться, если митохондрии обрабатываются белком BH3-only или если на клетки воздействуют death стимулы. С помощью тестирования различных BH1- и BH3-доменовых мутаций как tBid, так и Bak авт. пришли к выводу, что X взаимодействует с карманом Bak, который образуется с помощью BH1, BH2 и BH3 доменов, и м.б. замещен прямо или косвенно с помощью молекулы BH3-only.
Белок X был идентифицирован как Vdac2, на низком уровне встречающаяся изоформа Vdac outer-mitochondrial-membrane porin. Было установлено, что Vdac2-дефицитные эмбриональные стволовые клетки лишены комплекса Bak–X, который появляется, если ре-экспрессируется Vdac2 в этих клетках. Используя haemagglutinin (HA)-нагруженный Vdac2, эндогенный Bak — но не Bax — оказывался копреципитирован. Сходным образом HA-нагруженный Bak — но не Bax — копереципитируется эндогенным Vdac2.
Bak в своей активной, олигомерной конформации более чувствителен к протеолизу, чем неактивная форма, а отсутствие Vdac2 увеличивает ее чувствительность. Итак, Vdac2 взаимодействует с Bak, но не с Bax, и регулирует его конформацию.
Затем Korsmeyer и др. попытались опредлить, как Vdac2 модулирует Bak-зависимый апотоз. Эксперссия Vdac2 в Bax-/- клетках ингибирует апоптоз, но не оказывает влияния в Bak-/- клетках, это говорит против последней возможности. Кроме того, экспрессия Vdac2 ингибирует и tBid-индуцированный апоптоз в Bax-/- клетках, но не Bak-/- клетках, это указывает на то, что Vdac2 негативно регулирует Bak-зависимый апоптоз.
Клетки, дефицитные по Vdac2, были более чувствительны к death стимулам, чем Vdac1-/- и Vdac3-/- клетки, обладающие сходной чувствительностью что и клетки дикого типа. С помощью повтороной экспрессии Vdac2, чувствительость к апоптозу Vdac2-/- клеток возварщалась к норме. Итак, Vdac2 играет физиологическую роль, которая отличана от роли др. изоформ Vdac.
Анализируя апоптический фенотип клеток Vdac2-/-, авт. отметили повышенную потерю митохондриального трансмембранного потенциала и ускоренное высвобождение cytochrome c, по сравнению с клетками дикого типа. После воздействия death стимулами, Vdac2-/- клетки обнаруживалии активность каспаз и олигомеризацию Bak раньше, чем в клетках дикого типа.
Авт. пришли к выводу, что Vdac2 является специфическим ингибитором Bak-зависимого митохондриального апоптоза, который, если отсутствует, то обусловливает повышенную чувствительность к апоптической гибели.