Die Regulation des Zelltods ist ein kritischer Schritt in der Embryonalentwicklung, der Gewebehomöostase und bei der Abwehr eindringender Krankheitserreger. Hierbei spielt Caspase-8 (Casp8) eine entscheidende Rolle, indem das Enzym extrinsische Apoptose induziert. Außerdem hemmt Casp8 Nekroptose und sichert so die embryonale Entwicklung. Wir zeigen hier, dass eine weitere wichtige Funktion der enzymatische Aktivität von Casp8 die Hemmung der Pyroptose ist. Um die spezifische Rolle der enzymatischen Aktivität von Casp8 zu untersuchen, haben wir eine Mauslinie etabliert, welche eine Punktmutation in der Substratbindetasche von Casp8 (Mutation des katalytischen Cysteins 362 zu Serin) aufweist. Diese Mutation führt zum Verlust der enzymatischer Aktivität von Casp8 C362S. Die Expression von katalytisch inaktiver Casp8 C362S resultiert in eine embryonale Letalität bei E10,5 aufgrund von kardiovaskulären Defekten, ähnlich zu Casp8-/-Mäusen. Die Blockade von Nekroptose durch zusätzliche Deletion von MLKL verhinderte den kardiovaskulären Phänotyp, verursachte jedoch unerwartet die perinatale Letalität von Casp8 C362S/C362S Mäusen. Dies deutet darauf hin, dass der Verlust der enzymatischen Aktivität von Casp8 die perinatale Entwicklung durch zusätzliche, Nekroptose-unabhängigen Funktionen beeinträchtigt. Der spezifische Verlust der katalytischen Aktivität von Casp8 in Darmepithelzellen (IECs) führte zu einer Darmentzündung ähnlich zu Casp8 IEC-KO Mäusen. Eine zusätzliche Deletion von MLKL verschlimmerte die Entzündung des Darms und verursachte ein vorzeitiges Versterben von Casp8 C362S/IEC-/Mlkl-/-Mäusen durch die Induktion des pyroptischen Zelltods. In diesem Zusammenhang konnten Prozesse, welche charakteristisch für Pyroptose sind, wie die Bildung von ASC-Specks, die Aktivierung von Casp1 sowie die Produktion von IL-1β beobachtet werden. Unsere Zellkulturanalysen zeigen, dass katalytisch inaktive Casp8 mit ASC kolokalisiert, sowie ASC-Nukleation und Casp1-Aktivierung induziert. Dementsprechend verhinderte die Deletion von ASC oder Casp1 die Entzündung des Darms und den vorzeitigen Tod von Casp8 C362S/C362S /Mlkl-/-Mäusen. Diese Ergebnisse zeigen eine noch unbekannte und unerwartete Rolle für Casp8 als Proteingerüst eines Signalkomplexes, welcher unter Gegebenheiten bei denen Apoptose und Nekroptose blockiert sind, gebildet wird.
Highlights d IMS import by the disulfide relay proceeds via formation of a covalent intermediate d Import is driven by hydrophobic and disulfide-dependent interactions d The covalent intermediate is also formed by oxidationincompetent substrates d Redox quality control allows for IMS substrate release and proteasomal degradation
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