Charakterisierung von BRUCE als antiapoptotisches IAP

Der programmierte Zelltod, oder Apoptose, ist ein physiologischer
Vorgang mit zentraler Bedeutung für die Entwicklung und Homöostase
mehrzelliger Organismen. Die Auslösung der Apoptose führt zur
Aktivierung von Caspasen. Dies sind Cysteinproteasen, die gezielte
Substratproteine spalten und so die koordinierte Zerstörung der
Zelle herbeiführen. Apoptose wird durch pro- und antiapoptotische
Proteine reguliert, die die Aktivierung von Caspasen stimulieren
bzw. unterdrücken. Da diese Proteine sich gegenseitig beeinflussen,
wird das Schicksal einer Zelle durch die relative Aktivität pro-
und antiapoptotischer Faktoren bestimmt. BRUCE (BIR
repeat-containing ubiquitin-conjugating enzyme) ist ein
konserviertes, 528 kDa großes, peripheres Membranprotein des
trans-Golgi Netzwerks. Seine charakteristischen Merkmale sind eine
N-terminale BIR-Domäne und eine C-terminale UBC-Domäne, die dem
Molekül Ubiquitin-Konjugationsaktivität verleiht. Diese Arbeit
demonstriert, dass BRUCE Zellen vor der Apoptose schützt und als
ein inhibitor of apoptosis protein (IAP) wirkt, indem es an aktive
Caspasen bindet und diese inhibiert. Die Verwendung von Wildtyp und
Mutanten des BRUCE Proteins zeigt, dass diese Aktivitäten von der
BIR-Domäne abhängen. Während der Apoptose wird BRUCE durch
unterschiedliche Mechanismen blockiert. Zum einen wird BRUCE durch
Caspasen und HtrA2 proteolytisch gespalten und dadurch inaktiviert.
Zum anderen bindet der mitochondriale IAP-Antagonist Smac an die
BIR-Domäne von BRUCE und unterdrückt dessen Caspase-inhibitorische
Aktivität, indem es die Bindung von BRUCE an Caspasen verhindert.
Aufgrund seiner Lokalisierung an Membranen des trans-Golgi
Netzwerks könnte BRUCE ein spezialisiertes, antiapoptotisches
Protein mit räumlich begrenzter Aktivität sein. Wie die stark
negative Regulation verdeutlicht, scheint außerdem die Entfernung
von BRUCE aus der Zelle während der Apoptose wichtig zu sein.
Räumlich und zeitlich begrenzte Inhibition von Caspasen während der
Apoptose könnte daher für einen geordneten Ablauf apoptotischer
Prozesse, wie zum Beispiel den Abbau des Golgi-Apparates und seine
Verpackung in apoptotische Vesikel, notwendig sein.