Nuove informazioni sul sistema proteolitico Ca2+ - dipendente in glioblastomi e meningiomi umani

Abstract

La calpaina-1 e la calpaina-2 condividono un’attivazione Ca²⁺-dipendente, una subunità regolatoria (CSS1) identica e la calpastatina come inibitore naturale. L’interazione tra le componenti proteiche del sistema proteolitico Ca²⁺-dipendente non è ancora stata chiarita, nonostante l’importanza fisiopatologica di questi enzimi nel cervello umano. Abbiamo studiato ex-vivo la composizione, l’attivazione e la specificità del substrato della calpaina-1 e della calpaina-2, in campioni chirurgici provenienti da meningiomi e glioblastomi umani. Abbiamo dimostrato che la calpaina-1 è responsabile dell’accumulo del frammento di 150 kDa di αII-spettrina e che la subunità catalitica della calpaina-1, ma non della calpaina-2, può degradare la subunità regolatoria ad essa associata in presenza di calcio. Abbiamo inoltre osservato che i livelli di subunità regolatoria sono significativamente correlati con l’indice di proliferazione cellulare Ki 67. Abbiamo anche dimostrato che la subunità regolatoria è substrato della calpaina-1 nativa e attivata, ma non della calpaina-2.

Classical calpain-1 and calpain-2 share Ca2+-dependent activation, an identical regulatory subunit (CSS1) and calpastatin as a natural inhibitor. In spite the pathophysiological relevance of these enzymes in human brain, the interplay between the protein components of this system have not yet been clarified. Here we have studied ex-vivo, in surgical specimens from human meningiomas and glioblastomas, the composition, activation and substrate specificity of calpain-1 and calpain-2. We demonstrate that calpain-1 is responsible for the accumulation of a 150 kDa αII-spectrin product and that the catalytic moiety of calpain-1, but not of calpain-2, can degrade CSS1 in the presence of Ca2+. Importantly, the levels of CSS1 are positively related to the cell proliferation index (Ki 67). We also demostrate that CSS1 is substrate of capain-1 native and activated.