Caspase

En 2009 identificáranse doce caspases nos humanos.^[3] Hai dous tipos de caspases apoptóticas: caspases iniciadoras (apicais) e caspases efectoras (executoras). As caspases iniciadoras (por exemplo, CASP2, CASP8, CASP9, e CASP10) clivan (cortan) proformas inactivas de caspases efectoras, o que causa a súa activación. As caspases efectoras (por exemplo, CASP3, CASP6, CASP7) á súa vez clivan outros substratos proteicos na célula, para desencadear o proceso apoptótico. A iniciación desta reacción en cadoira está regulada por inhibidores das caspases.

A CASP4 e a CASP5, que se sobreexpresan nalgúns casos de vitilixe e enfermidades autoinmunes asociadas causadas por variantes NALP1,^[4] non se clasifican actualmente como iniciadoras ou efectoras no MeSH,^[5] porque son encimas inflamatorios que, en concerto con CASP1, están implicadas na maduración de células T. A CASP14 non está implicada na apoptose ou inflamación, pero si no desenvolvemento das células da pel.

As caspases son reguladas a nivel postraducional, asegurando que poden ser rapidamente activadas. Son sintetizadas primeiro como procaspases inactivas, que constan dun prodominio, unha pequena subunidade e unha subunidade grande. As caspases iniciadoras posúen un prodominio máis longo ca as caspases efectoras, que teñen prodominios moi pequenos. O prodominio das caspases iniciadoras contén dominios como o dominio CARD (por exemplo, as caspases 2 e 9) ou un dominio efector de morte (DED) (nas caspases 8 e 10) que permite que as caspases interaccionen con outras moléculas que regulan a súa activación. Estas moléculas responden aos estímulos que causan o agrupamento das caspases iniciadoras. Este agrupamento permítelles activarse automaticamente, para que poidan proceder á activación das caspases efectoras.

O cadoiro das caspases pode ser activado por:

• Grancima B (liberado por linfocitos T citotóxicos e células NK), que activa as caspases 3 e 7.
• Receptores de morte (como os receptores Fas, TRAIL e o receptor do factor de necrose tumoral), que poden activar as caspases 8 e 10.
• O apoptosoma (regulado polo citocromo c e a familia Bcl-2), que activa a caspase 9.

Algunhas das dianas finais das caspases inclúen:

• Proteínas laminas do núcleo celular.
• ICAD/DFF45 (inhibidor da DNase activada por caspases ou factor de fragmentación do ADN 45).
• PARP (poli-ADP ribosa polimerase).
• PAK2 (quinase 2 activada por P 21).

O papel da clivaxe do substrato polas caspases na apoptose non está claro. Porén, o ICAD/DFF45 actúa restrinxindo a CAD (DNase activada por caspase). A clivaxe e inactivación do ICAD/DFF45 por unha caspase permite á CAD entrar no núcleo e fragmentar o ADN, causando a característica escada de ADN das células apoptóticas.

En 2009, anunciouse que a caspase 1 e a 3 dos macrófagos están reguladas por p202 (unha proteína de unión ao ADN de dobre cadea) reducindo a resposta das caspases, e que a AIM2 (outra proteína de unión ao ADN de dobre cadea) incrementaba a activación das caspases.[1]

Robert Horvitz estableceu inicialmente a importancia das caspases na apoptose e encontrou que se requiría o xene ced-3 para a morte celular que ten lugar durante o desenvolvemento do nematodo C. elegans. Horvitz e o seu colega Junying Yuan descubriron en 1993 que a proteína codificada polo xene ced-3 é unha cisteína protease con propiedades similares ás do encima convertidor de interleucina-1 beta de mamífero (ICE, hoxe coñecido como caspase 1), que naquel tempo era a única caspase coñecida.^[6] Despois identificáronse outras caspases de mamífero, ademais das caspases de organismos como a mosca da froita Drosophila melanogaster.

Os investigadores tomaron decisións sobre a nomenclatura aplicable ás caspases en 1996. En moitos casos, unha determinada caspase fora identificada simultaneamente por máis dun laboratorio, o que deu lugar a que se lle pouxesen diferentes nomes. Por exemplo, a caspase 3 foi coñecida como CPP32, apopaína e Yama. Por esa razón, as caspases foron numeradas na orde na cal foron identificadas.^[2] Así, o ICE foi renomeado como caspase 1. O ICE foi a primeira caspase de mamífero que foi caracterizada debido á súa semellanza co produto do xene de morte ced-3 de nematodo, pero parece ser que o papel principal deste encima é mediar na inflamación máis que na morte celular.

Para o descubrimento das caspases e outros aspectos da apoptose poden consultarse os artigos de Danial e Korsmeyer,^[7] Yuan e Horvitz,^[8] e Li et al.^[9] do número do 23 de xaneiro de 2004 da revista Cell.

Estudos recentes demostraron que as caspase proteases son tamén regulatorias de funcións non relacionadas coa morte celular, a máis notable das cales é a implicada na maduración dunha ampla variedade de células como os glóbulos vermellos do sangue e os mioblastos do músculo esquelético.^[10]

• Apoptose
• Apoptosoma

• Mecanismo da apoptose Arquivado 09 de marzo de 2018 en Wayback Machine. Kimball's Biology Pages. Explicación simple do mecanismo da apoptose desencadeado por sinais internos (bcl-2), ao longo da vía da caspase 9, caspase 3 e caspase 7; e por sinais externos (FAS e TNF), ao longo da vía da caspase 8. Acceso 7 de novembro de 2012.
• Apoptose & Caspase 7, animación PMAP
• Tumores (Blog)