鈣蛋白酶與心血管疾病

葉婷婷 魏 盟

隨著人們生活水平的提高，心血管疾病的病死率逐漸增高，并成為全球關注的健康問題。鈣蛋白酶(calpain)屬于半胱氨酸蛋白水解酶超家族成員。生理狀態下，calpain參與多種鈣離子調控的細胞程序，如信號轉導，細胞增殖、分化、凋亡、細胞膜融合和血小板激活。在病理狀態時，鈣蛋白酶活性異常增強，參與了老年癡呆癥、肌肉營養不良、缺血和外傷性腦損傷、癌癥、白內障、休克、糖尿病等許多病變［1］。在心血管疾病中，鈣蛋白酶被過度激活后參與了心肌缺血再灌注損傷、心力衰竭、糖尿病心肌病、高血壓、動脈粥樣硬化等多種心血管疾病的發生、發展。本文對鈣蛋白酶在心血管疾病中的作用做一綜述。

一、calpain的結構及激活機制

calpain是由Gordon Guroff等在1964年首次發現的［2，3］。在人類基因組中，有15種基因 Capnn(n=1，2，3，5～16)編碼鈣蛋白酶的同工酶，各種同工酶有不同的組織分布和功能。鈣蛋白酶1和鈣蛋白酶2在心血管疾病中發揮著重要功能，都是由80kDa(由Capn1和Capn2基因分別編碼)的催化亞基和30kDa(由Capn4基因編碼)的調節亞基組成。根據結構，催化亞基分為4個(Ⅰ～Ⅳ)結構域，調節亞基分為2個(Ⅴ～Ⅵ)結構域。結構域Ⅰ和Ⅱ是蛋白酶核心，包含了催化三聯體的殘基:該活性位點的半胱氨酸在結構域Ⅰ，組氨酸/天冬酰胺對在結構域Ⅱ。結構域Ⅲ包含兩個Ca2+連接位點和1個磷脂結合結構，其中的C 2-樣結構域被認為是通過特殊的靜電作用參與底物識別來調節鈣蛋白酶活性。結構域Ⅳ有5個“EF手型”(EF hand)結構，前4個“EF-手型”結構含有Ca2+結合位點，第5個“EF-手型”結構參與鈣蛋白酶的大、小亞基組成異質二聚體?！?br>