钙蛋白酶 4

钙依赖性半胱氨酸蛋白酶或钙蛋白酶（ EC 3.4.22.17 ）广泛分布于哺乳动物细胞中。有两种不同的分子形式，钙蛋白酶 I 和 II，它们需要的钙量不同。钙蛋白酶 I 和 II 都是异二聚体；每个由 1 个重（约 80 kD）、CAPN1（114220）和 CAPN2（114230）和 1 个共享轻（约 30 kD）亚基 CAPNS1 组成。重亚基具有催化功能，轻亚基起调节作用。

▼ 克隆与表达
------
大野等人（1986）给出了编码人钙依赖性蛋白酶小亚基的几乎全长 cDNA 的核苷酸序列。人脾 cDNA 文库是来源。人类蛋白质有 268 个氨基酸。

▼ 基因功能
------
Chandramohanadas 等人使用细胞生物学、药理学和遗传学方法（2009）发现顶端复合体寄生虫恶性疟原虫和弓形虫分别是疟疾和弓形体病的病原体，它们使用宿主细胞钙蛋白酶来促进寄生虫排出。免疫耗竭和抑制实验表明钙蛋白酶-1 是恶性疟原虫从人红细胞中逃逸所必需的。类似地，通过针对人骨肉瘤细胞中常见调节亚基 CAPNS1 的小干扰 RNA 或删除小鼠胚胎成纤维细胞中的 Capns1 来消除钙蛋白酶-1 和钙蛋白酶-2，从而阻止了弓形虫的流出。Chandramohanadas 等（2009）得出结论，恶性疟原虫和刚地弓形虫都利用宿主细胞钙蛋白酶来促进从细胞内寄生液泡和/或宿主质膜中逃逸，这是寄生虫增殖所需的过程。

▼ 生化特征
------
晶体结构

布兰查德等人（1997）报道了在 2.3 埃分辨率下大鼠 Capns1 的 Ca（2+）结合域（域 VI）的晶体结构，有和没有结合的 Ca（2+）。域 VI 的单体形成二聚体有或没有 Ca（2+）。域 VI 单体是紧凑的，主要是 α 螺旋，并包含 5 个 EF 手超二级结构元素。只有 EF1、EF2 和 EF3 能够在生理 Ca（2+）浓度下结合 Ca（2+），EF1 显示出一种新的 Ca（2+）协调模式。

▼ 测绘
------
Ohno 等人通过将斑点印迹杂交与分选的染色体和 Southern 杂交与人-小鼠细胞杂交 DNA 相结合，在每种情况下使用 cDNA 探针（1990）将 CANPS 基因分配给 19 号染色体。

▼ 动物模型
------
使用靶向破坏小鼠 Capn4 基因和酪蛋白酶谱分析，Arthur 等人（2000）证明野生型和杂合子胚胎干细胞裂解物保持 mu-和 m-钙蛋白酶（即钙蛋白酶 I 和 II）活性，而突变纯合子胚胎干细胞裂解物则没有。免疫印迹分析显示 m-钙蛋白酶大亚基在 Capn4 -/- 细胞中丢失。来自第 9.5 天 Capn4 -/- 胚胎的成纤维细胞的生长与野生型和杂合小鼠的生长没有区别。在第 10.5 天，Capn4 -/- 小鼠的心血管系统正常，除了心室和通往心脏的血管发育明显缺陷。第 11.5 天后，有核红细胞的积累与所有 Capn4 -/- 胚胎的死亡相关。虽然无法确定钙蛋白酶的生理功能，但Arthur 等人（2000）得出的结论是，钙蛋白酶对生命至关重要。