Caspase-Rekrutierungsdomäne

Synonym: Caspase-Rekrutierungs-Domäne
Englisch: caspase recruitment domain, caspase activation and recruitment domain

Definition

Die Caspase-Rekrutierungsdomäne, kurz CARD, ist ein Sequenzmodul in Proteinen, das homotypische Interaktionen vermittelt. CARDs treten in vielen Caspasen auf und sind dementsprechend beim Prozess der Apoptose involviert. Sie zählen zu den Death-Fold-Domänen.

Struktur

Die Caspase-Rekrutierungsdomäne besteht aus sechs a-Helices, die ähnlich dem Greek-Key-Motiv antiparallel angeordnet sind: ↑H1, ↓H4, ↑H3, ↓H2, ↑H5, ↓H6

Im Unterschied zu den anderen Death-Fold-Domänen ist die erste Helix (H1) bei den CARDs erweitert und kann zum Teil einen Knick oder eine Unterbrechung aufweisen, welche die Helix in H1a und H1b aufteilt.

Biochemie

Die CARD ist für die homotypische Interaktion mit anderen CARD-beinhaltenden Proteinen verantwortlich. Dabei bilden sich Dimere oder Trimere aus.

Funktion

CARDs spielen eine Rolle bei der Apoptose, indem sie die Interaktion der involvierten Caspasen regulieren. Des Weiteren sind CARDs durch die Regulierung von NF-kB an Entzündungsprozessen beteiligt. Der Aktivierungsmechanismus basiert hierbei auf ihrer Fähigkeit zur Oligomerisierung, wodurch sie ein Gerüst für Proteinkomplexe bilden, z.B. für Apoptosome und Inflammasome. Diese Multiprotein-Komplexe sind essenziell für die Rekrutierung und Koordinierung der Enzyme, die an den Signalwegen beteiligt sind.

In den Proteinen der Sp100-Familie befinden sich die CARD-Domänen in direkter Nähe zu DNA- und Chromatin-Interaktionsmotiven. Dies lässt vermuten, dass sie ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Modulierung der Genexpression spielen.

Auch in Proteinen, die an der Erkennung von mikrobiellen Krankheitserregern beteiligt sind (z.B. NOD1 und NOD2), sind CARD-Domänen enthalten und an der Initiierung der Immunantwort beteiligt.

Proteine

Caspase-Rekrutierungsdomänen kommen in verschiedenen Proteinen vor. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgelistet:

Caspasen: 1, 2, 5, 9, 11 und 12
Pattern-Recognition-Rezeptoren: NOD1, NOD2, RIG-I
Inflammasom-Proteine: NLRP1, ASC
AIRE
RIPK2

Quellen

InterPro – CARD domain, abgerufen am 28.12.2021
Huoh und Hur Death domain fold proteins in immune signaling and transcriptional regulation The FEBS Journal, 2021
Hruz und Eckmann Caspase recruitment domain-containing sensors and adaptors in intestinal innate immunity Current Opinion in Gastroenterology, 2008
Bouchier-Hayes und Martin CARD games in apoptosis and immunity EMBO Reports, 2002