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Apoptosis

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As one of the cellular death mechanisms, apoptosis, also known as programmed cell death, can be defined as the process of a proper death of any cell under certain or necessary conditions. Apoptosis is controlled by the interactions between several molecules and responsible for the elimination of unwanted cells from the body.

Many biochemical events and a series of morphological changes occur at the early stage and increasingly continue till the end of apoptosis process. Morphological event cascade including cytoplasmic filament aggregation, nuclear condensation, cellular fragmentation, and plasma membrane blebbing finally results in the formation of apoptotic bodies. Several biochemical changes such as protein modifications/degradations, DNA and chromatin deteriorations, and synthesis of cell surface markers form morphological process during apoptosis.

Apoptosis can be stimulated by two different pathways: (1) intrinsic pathway (or mitochondria pathway) that mainly occurs via release of cytochrome c from the mitochondria and (2) extrinsic pathway when Fas death receptor is activated by a signal coming from the outside of the cell.

Different gene families such as caspases, inhibitor of apoptosis proteins, B cell lymphoma (Bcl)-2 family, tumor necrosis factor (TNF) receptor gene superfamily, or p53 gene are involved and/or collaborate in the process of apoptosis.

Caspase family comprises conserved cysteine aspartic-specific proteases, and members of caspase family are considerably crucial in the regulation of apoptosis. There are 14 different caspases in mammals, and they are basically classified as the initiators including caspase-2, -8, -9, and -10; and the effectors including caspase-3, -6, -7, and -14; and also the cytokine activators including caspase-1, -4, -5, -11, -12, and -13. In vertebrates, caspase-dependent apoptosis occurs through two main interconnected pathways which are intrinsic and extrinsic pathways. The intrinsic or mitochondrial apoptosis pathway can be activated through various cellular stresses that lead to cytochrome c release from the mitochondria and the formation of the apoptosome, comprised of APAF1, cytochrome c, ATP, and caspase-9, resulting in the activation of caspase-9. Active caspase-9 then initiates apoptosis by cleaving and thereby activating executioner caspases. The extrinsic apoptosis pathway is activated through the binding of a ligand to a death receptor, which in turn leads, with the help of the adapter proteins (FADD/TRADD), to recruitment, dimerization, and activation of caspase-8 (or 10). Active caspase-8 (or 10) then either initiates apoptosis directly by cleaving and thereby activating executioner caspase (-3, -6, -7), or activates the intrinsic apoptotic pathway through cleavage of BID to induce efficient cell death. In a heat shock-induced death, caspase-2 induces apoptosis via cleavage of Bid.

Bcl-2 family members are divided into three subfamilies including (i) pro-survival subfamily members (Bcl-2, Bcl-xl, Bcl-W, MCL1, and BFL1/A1), (ii) BH3-only subfamily members (Bad, Bim, Noxa, and Puma9), and (iii) pro-apoptotic mediator subfamily members (Bax and Bak). Following activation of the intrinsic pathway by cellular stress, pro‑apoptotic BCL‑2 homology 3 (BH3)‑only proteins inhibit the anti‑apoptotic proteins Bcl‑2, Bcl-xl, Bcl‑W and MCL1. The subsequent activation and oligomerization of the Bak and Bax result in mitochondrial outer membrane permeabilization (MOMP). This results in the release of cytochrome c and SMAC from the mitochondria. Cytochrome c forms a complex with caspase-9 and APAF1, which leads to the activation of caspase-9. Caspase-9 then activates caspase-3 and caspase-7, resulting in cell death. Inhibition of this process by anti‑apoptotic Bcl‑2 proteins occurs via sequestration of pro‑apoptotic proteins through binding to their BH3 motifs.

One of the most important ways of triggering apoptosis is mediated through death receptors (DRs), which are classified in TNF superfamily. There exist six DRs: DR1 (also called TNFR1); DR2 (also called Fas); DR3, to which VEGI binds; DR4 and DR5, to which TRAIL binds; and DR6, no ligand has yet been identified that binds to DR6. The induction of apoptosis by TNF ligands is initiated by binding to their specific DRs, such as TNFα/TNFR1, FasL /Fas (CD95, DR2), TRAIL (Apo2L)/DR4 (TRAIL-R1) or DR5 (TRAIL-R2). When TNF-α binds to TNFR1, it recruits a protein called TNFR-associated death domain (TRADD) through its death domain (DD). TRADD then recruits a protein called Fas-associated protein with death domain (FADD), which then sequentially activates caspase-8 and caspase-3, and thus apoptosis. Alternatively, TNF-α can activate mitochondria to sequentially release ROS, cytochrome c, and Bax, leading to activation of caspase-9 and caspase-3 and thus apoptosis. Some of the miRNAs can inhibit apoptosis by targeting the death-receptor pathway including miR-21, miR-24, and miR-200c.

p53 has the ability to activate intrinsic and extrinsic pathways of apoptosis by inducing transcription of several proteins like Puma, Bid, Bax, TRAIL-R2, and CD95.

Some inhibitors of apoptosis proteins (IAPs) can inhibit apoptosis indirectly (such as cIAP1/BIRC2, cIAP2/BIRC3) or inhibit caspase directly, such as XIAP/BIRC4 (inhibits caspase-3, -7, -9), and Bruce/BIRC6 (inhibits caspase-3, -6, -7, -8, -9). 

Any alterations or abnormalities occurring in apoptotic processes contribute to development of human diseases and malignancies especially cancer.

 

References:

1.Yağmur Kiraz, Aysun Adan, Melis Kartal Yandim, et al. Major apoptotic mechanisms and genes involved in apoptosis[J]. Tumor Biology, 2016, 37(7):8471.

2.Aggarwal B B, Gupta S C, Kim J H. Historical perspectives on tumor necrosis factor and its superfamily: 25 years later, a golden journey.[J]. Blood, 2012, 119(3):651.

3.Ashkenazi A, Fairbrother W J, Leverson J D, et al. From basic apoptosis discoveries to advanced selective BCL-2 family inhibitors[J]. Nature Reviews Drug Discovery, 2017.

4.McIlwain D R, Berger T, Mak T W. Caspase functions in cell death and disease[J]. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 2013, 5(4): a008656.

5.Ola M S, Nawaz M, Ahsan H. Role of Bcl-2 family proteins and caspases in the regulation of apoptosis[J]. Molecular and cellular biochemistry, 2011, 351(1-2): 41-58.

Research Areas

Products Related to Apoptosis(3387)

  • GC66021 structure
    GC66021TP-021
    CAS: 2130878-25-8
    Purity: >98.00%

    Le TP-021 (BCL6-IN-8c) est un puissant inhibiteur de l'interaction corépresseur lymphome 6 (BCL6) À cellules B puissant et actif par voie orale avec une CI50 de 0,10 μM dans un dosage immuno-enzymatique sans cellules.

  • GC66048 structure
    GC66048δ-Secretase inhibitor 11
    CAS: 842964-18-5
    Purity: >98.00%

    δ-L'inhibiteur de sécrétase 11 (composé 11) est un &7#948;-inhibiteur de sécrétase actif par voie orale, puissant, pénétré dans la BHE, non toxique, sélectif et spécifique, avec une IC50 de 0,7 μM. δ-l'inhibiteur de sécrétase 11 interagit À la fois avec le site actif et le site allostérique de la δ-sécrétase. δ ; - L'inhibiteur de sécrétase 11 atténue le clivage de tau et de l'APP (protéine précurseur de l'amyloÏde). δ-L'inhibiteur de sécrétase 11 améliore le dysfonctionnement synaptique et les troubles cognitifs dans les modèles de souris transgéniques tau P301S et 5XFAD. δ ; - L'inhibiteur de sécrétase 11 peut être utilisé pour la recherche sur la maladie d'Alzheimer.

  • GC66054 structure
    GC66054Nrf2 activator-4
    CAS: 2383016-68-8
    Purity: >98.00%

    L'activateur Nrf2-4 (composé 20a) est un activateur Nrf2 très puissant, actif par voie orale, avec une EC50 de 0,63 μM. L'activateur Nrf2-4 supprime les espèces réactives de l'oxygène contre le stress oxydatif dans la microglie. L'activateur Nrf2-4 récupère efficacement les troubles d'apprentissage et de mémoire dans un modèle de souris induit par la scopolamine.

  • GC66337 structure
    GC66337Anti-Mouse PD-L1 Antibody

    Anti-Mouse PD-L1 Antibody (10F.9G2) est un inhibiteur d'anticorps IgG2b contre la rat PD-L1 (CD274/B7-H1), et l'hôte est un rat (Rat).

  • GC66343 structure
    GC66343n-Butyl-β-D-fructofuranoside
    CAS: 80971-60-4
    Purity: >97.00%

    Le n-butyl-β-D-fructofuranoside a pu être isolé du kangaisan. Le n-butyl-β-D-fructofuranoside induit l'apoptose par la voie mitochondriale. Le n-butyl-β-D-fructofuranoside peut être utilisé pour la recherche sur le cancer.

  • GC66344 structure
    GC66344Envafolimab
    CAS: 2102192-68-5
    Purity: >98.00%

    L'envafolimab (ASC 22 ; KN 035) est une protéine recombinante d'un anticorps humanisé À domaine unique anti-PD-L1. L'envafolimab est créé par une fusion du domaine anti-PD-L1 avec le fragment Fc de l'anticorps IgG1 humain. L'envafolimab bloque l'interaction entre PD-L1 et PD-1 avec une valeur IC50 de 5,25 nm. L'envafolimab présente une activité antitumorale. L'envafolimab a le potentiel pour la recherche de tumeurs solides.

  • GC66345 structure
    GC66345Golimumab
    CAS: 476181-74-5
    Purity: >99.00%

    Le golimumab (CNTO-148) est une puissante IgG1 humaine TNFα ; anticorps monoclonal antagoniste. Le golimumab a une activité anti-inflammatoire et inhibe l'IL-6 et l'IL-1β ; production. Le golimumab agit en ciblant et en neutralisant le TNF pour prévenir l'inflammation et la destruction du cartilage et des os. Le golimumab a une activité anticancéreuse et induit l'apoptose cellulaire. Le golimumab peut être utilisé pour la polyarthrite rhumatoÏde, la maladie de Crohn et la recherche sur le cancer.

  • GC66354 structure
    GC66354Ezetimibe-d4-1
    CAS: 1093659-89-2
    Purity: >98.00%

    L'ézétimibe-d4 est un ézétimibe marqué au deutérium. L'ézétimibe (SCH 58235) est un puissant inhibiteur de l'absorption du cholestérol. L'ézétimibe est un inhibiteur Niemann-Pick C1-like1 (NPC1L1) et un puissant activateur de Nrf2.

  • GC66356 structure
    GC66356Cusatuzumab
    CAS: 1864871-20-4
    Purity: >95.00%

    Le cusatuzumab est un anticorps monoclonal humain αCD70. Le cusatuzumab montre une activité de cytotoxicité avec une amélioration cellulaire dépendante des anticorps. Le cusatuzumab réduit les cellules souches leucémiques (LSC) et déclenche les signatures génétiques liées À la différenciation myéloÏde et À l'apoptose. Le cusatuzumab a le potentiel pour la recherche sur la leucémie myéloÏde aiguë (LMA).

  • GC66364 structure
    GC66364Rozanolixizumab
    CAS: 1584645-37-3
    Purity: >99.00%

    Le rozanolixizumab (UCB7665), un anticorps monoclonal humanisé de haute affinité anti-récepteur Fc néonatal humain (FcRn) (IgG4P), est utilisé pour la recherche de la réduction des IgG pathogènes dans les maladies auto-immunes et allo-immunes.

  • GC66370 structure
    GC66370Zapalog
    CAS: 1708091-24-0
    Purity: >98.00%

    Zapalog est un hétérodimériseur photoclivable À petite molécule qui peut être utilisé pour initier de manière répétée et mettre fin instantanément À une interaction physique entre deux protéines cibles. Zapalog dimérise deux protéines quelconques marquées avec les domaines FKBP et DHFR jusqu'À ce que l'exposition À la lumière provoque sa photolyse.

  • GC66378 structure
    GC66378Serplulimab
    CAS: 2231029-82-4
    Purity: >99.00%

    Le serplulimab (HLX 10) est un anticorps monoclonal humanisé anti-PD-1. Le serplulimab peut être utilisé dans la recherche sur le cancer du poumon À petites cellules.

  • GC66382 structure
    GC66382Lucatumumab
    CAS: 903512-50-5
    Purity: >95.00%

    Le lucatumumab (HCD122) est un anticorps monoclonal anti-CD40 entièrement humain, qui bloque la signalisation médiée par CD40/CD40L. Le lucatumumab médie efficacement la cytotoxicité À médiation cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) et la clairance des cellules tumorales, peut être utilisé pour la recherche sur les lymphomes réfractaires, la LLC et le myélome multiple.

  • GC66394 structure
    GC66394Penpulimab
    CAS: 2350298-92-7
    Purity: >98.00%

    Le penpulimab est un anticorps monoclonal IgG1 anti-PD-1 ayant des activités antitumorales.

  • GC66403 structure
    GC66403Z-DEVD-AMC
    Purity: >99.00%

    Le Z-DEVD-AMC est un substrat sélectif de la caspase-3 qui peut être mesuré par spectrométrie de fluorescence. L'AMC peut être utilisé comme étalon de référence de fluorescence pour les substrats enzymatiques À base d'AMC, y compris les substrats de caspase À base d'AMC.

  • GC66460 structure
    GC66460UCB-5307
    CAS: 1515887-44-1
    Purity: >97.00%

    UCB-5307 est un puissant inhibiteur de signalisation du TNF avec un KD de 9 nM pour le TNFα humain. L'UCB-5307 peut pénétrer le complexe hTNF/hTNFR1 préformé.

  • GC66462 structure
    GC66462MGH-CP1
    CAS: 896657-58-2
    Purity: >99.00%

    MGH-CP1 est un inhibiteur d'auto-palmitoylation TEAD2 et TEAD4 puissant et actif par voie orale avec des IC50 de 710 nM et 672 nM, respectivement. MGH-CP1 peut diminuer les niveaux de palmitoylation des protéines TEAD endogènes ou exprimées de manière ectopique dans les cellules. MGH-CP1 peut supprimer l'expression de Myc, inhiber la surprolifération épithéliale et induire l'apoptose lorsqu'il est associé À la suppression de Lats1/2.

  • GC66479 structure
    GC66479GSK2593074A
    CAS: 1337531-06-2
    Purity: >98.00%

    GSK2593074A (GSK'074) est un inhibiteur de la nécroptose avec une double capacité de ciblage À la fois sur RIP1 et RIP3.

  • GC66824 structure
    GC66824D-α-Tocopherol Succinate
    CAS: 4345-03-3
    Purity: >98.00%

    Le D-α-le succinate de tocophérol (succinate de vitamine E) est un tocophérol antioxydant et une forme saline de la vitamine E. Le D-α-le succinate de tocophérol inhibe la cytotoxicité induite par le cisplatine. D-α-Le succinate de tocophérol peut être utilisé pour la recherche sur le cancer.

  • GC67272 structure
    GC67272N6-Benzyladenosine
    CAS: 4294-16-0
    Purity: >98.00%

    La N6-Benzyladenosine est un agoniste des récepteurs de l'adénosine, a une activité cytoactive. La N6-benzyladenosine arrête le cycle cellulaire en phase G0/G1 et induit l'apoptose cellulaire. La N6-benzyladenosine exerce également un effet inhibiteur sur l'adénosine kinase et le gliome de T. gondii.

  • GC67618 structure
    GC67618α-Tocopherol phosphate disodium
    CAS: 60934-46-5
    Purity: >98.00%

    α-Tocopherol phosphate disodium est une forme hydrosoluble de l' α-tocopherol. α-Tocopherol phosphate disodium fonctionne par élimination des espèces réactives de l'oxygène et par régulation de l'expression des gènes.

  • GC67680 structure
    GC67680BIO8898
    Purity: >98.00%
  • GC67694 structure
  • GC67765 structure
    GC67765p53 Activator 5
    CAS: 2636840-37-2
    Purity: >98.00%