Каспазы

Каспазы (англ. caspase; сокр. от англ. cysteine-dependent aspartate specific protease) — протеолитические ферменты, относящихся к семейству цистеиновых протеаз, расщепляющих белки исключительно после аспартата. Каспазы играют важную роль в процессах апоптоза, некроза и воспалительных процессах.

Каспазы подразделяют на инициаторные, воспалительные и эффекторные (экзекуторные). Все каспазы первоначально синтезируются в неактивной форме, и активируются по мере необходимости инициаторными каспазами отсечением небольшого участка. Инициаторные каспазы активируются более сложным образом — специальными белковыми комплексами: апоптосомами, PIDD-осомами, DISC. По состоянию на 2009 г. у человека имеется 11 или 12 подтверждённых каспаз и 10 у мышей, выполняющих разнообразные клеточные функции.

Роль этих ферментов в запрограммированной гибели клеток была впервые определена в 1993 году, и их функции в апоптозе хорошо охарактеризованы. Такая форма запрограммированной гибели клеток, широко распространенная в процессе развития и в течение всей жизни служит для поддержания клеточного гомеостаза. Активация каспаз обеспечивает контролируемое деструкции клеточных компонентов, что приводит к гибели клеток с минимальным воздействием на окружающие ткани (без их вовлечения в процесс).

Каспазы играют другие определённые роли в запрограммированной гибели клеток, таких как пироптоз и некроптоз. Данные формы гибели клеток важны для защиты организма от сигналов клеточного стресса и атаки патогенами. Каспазы также играют роль в воспалении, посредством чего они непосредственно усиливают процессинг провоспалительных цитокинов, таких как про-IL1β. Это сигнальные молекулы, которые позволяют рекрутировать иммунные клетки, атакующих инфицированные клетки или ткани. Существуют и другие идентифицированные роли каспаз, такие как пролиферация клеток, подавление опухолей, дифференцировка клеток, развитие нервной системы, направление аксонов и старение.

Дефицит каспазы был идентифицирован как одна из причин развития новообразований. Рост опухоли может происходить за счёт комбинации факторов, в том числе мутации в генах клеточного цикла, которые снимают ограничения роста клеток, в сочетании с мутациями в апоптопных белках, таких как каспазы, которые активируются и вызывают гибель аномально растущих клеток. И наоборот, чрезмерная активация некоторых каспаз, например, каспазы 3, может привести к чрезмерной запрограммированной гибели клеток. Такое являение наблюдается при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, когда происходит необратимая потеря нервных клеток, примером служит болезнь Альцгеймера. Каспазы, связанные с процессингом воспалительных сигналов, также вовлечены в протекание многих заболеваний. Недостаточная активация данных каспаз может повысить восприимчивость организма к инфекции, так как соответствующий иммунный ответ может не произойти. Неотъемлемая роль каспаз в гибели клеток и протекании заболеваний привела к исследованию использования ферментов в качестве мишеней для лекарств (таргетная терапия). Например, воспалительная каспаза 1 участвует в патогенезе аутоиммунных заболеваний; препараты, блокирующие активацию каспазы 1, использовались для улучшения здоровья пациентов. Кроме того, учёные использовали каспазы в качестве терапии злокачественных опухолей для уничтожения нежелательных клеток в бластомогенных тканях.

Источник: Википедия