Kaspaza

Kaspazni domen
Kaspazni domen
	Struktura kaspaze-1 (CASP1), originalno zvane interleukin-1 beta-konvertirajući enzim (ICE), prvoidentificirana ljudska kaspaza.
Identifikatori
Simbol	Peptidase_C14

Kaspaze (skraćenica - kovanica od engleskog višeterminskog opisa) su porodica enzima proteaza, koji imaju ključne uloge u programiranoj ćelijskoj smrti. Nazvani su kaspazama zbog njihove specifične aktivnosti cistein-proteaze – cistein na svom aktivnom mestu nukleofilno napada i cijepa ciljni protein tek nakon ostatka asparaginske kiseline. Od 2009. godine, postoji 12 potvrđenih kaspaza kod ljudi^[2] i 10 kod miša, sa različitim ćelijskim funkcijama.

Uloga ovih enzima u programiranoj ćelijskoj smrti prvi put identificirana je 1993. godine, a njihove funkcije u apoptozi su dobro okarakterizirane. Ovo je oblik programirane ćelijske smrti, koja se često javlja tokom razvoja i tokom života kako bi se održala ćelijska homeostaza. Aktivacija kaspaza osigurava da se ćelijske komponente kontrolirano razgrađuju, izvodeći smrt ćelija s minimalnim efektom na okolno tkivo).^[3]

Kaspaze imaju druge identificirane uloge u programiranoj ćelijskoj smrti, poput piroptoza i nekroptoza. Ovi oblici ćelijske smrti važni su za zaštitu organizma od signala stresa i patogenih napada. Kaspaze takođe imaju ulogu u upalama, pri čemu direktno obrađuju proupalne citokine, kao što je pro-IL1β. To su signalne molekule koji omogućavaju regrutiranje imunskih ćelija u zaraženu ćeliju ili tkivo. Postoje i druge identificirane uloge kaspaza, kao što su proliferacija ćelija, suzbijanje tumora, ćelijska diferencijacija, neuralni razvoj i aksonsko provođenje i starenje.^[4]

Nedostatak kaspaze identificiran je kao uzrok razvoja tumora. Rast tumora može se dogoditi kombinacijom faktora, uključujući mutaciju gena čelijskog ciklusa, koji uklanja ograničenja rasta ćelija, u kombinaciji s mutacijama apoptotskih proteina, kao što su kaspaze koje bi reagirale izazivanjem ćelijske smrti u abnormalno rastućim ćelijama.^[5] Suprotno tome, pretjerana aktivacija nekih kaspaza kao što je kaspaza-3 može dovesti do prekomjerne programirane ćelijske smrti. To se vidi kod nekoliko neurodegenerativnih bolesti kod kojih se gube neuronske ćelije, kao što je kod Alzheimerove bolesti.^[5] Kaspaze uključene u obradu upalnih signala, a također su upletene i u bolest. Nedovoljna aktivacija ovih kaspaza može povećati podložnost organizma infekciji, jer se odgovarajući imunski odgovor možda neće aktivirati. Integralna uloga koju kaspaze imaju u ćelijskoj smrti i bolesti dovela je do istraživanja o upotrebi kaspaza kao meta lijekova. Naprimjer, upalna kaspaza-1 je uključena u izazivanje autoimunskih bolesti; lijekovi koji blokiraju aktivaciju kaspaza-1 korištena je za poboljšanje zdravlja pacijenata. Pored toga, korištene su kao terapiju raka za ubijanje neželjenih ćelija u tumorima.^[6]

^ Wilson KP, Black JA, Thomson JA, et al. (juli 1994). "Structure and mechanism of interleukin-1 beta converting enzyme". Nature. 370 (6487): 270–5. doi:10.1038/370270a0. PMID 8035875. S2CID 4281700.
^ Saleh, Maya; Vaillancourt, John P; Graham, Rona K; Huyck, Matthew; Srinivasula, Srinivasa M; Alnemri, Emad S; Steinberg, Martin H; Nolan, Vikki; Baldwin, Clinton T; Hotchkiss, Richard S; Buchman, Timothy G; Zehnbauer, Barbara A; Hayden, Michael R; Farrer, Lindsay A; Roy, Sophie; Nicholson, Donald W (2004). "Differential modulation of endotoxin responsiveness by human caspase-12 polymorphisms". Nature. 429 (6987): 75–9. doi:10.1038/nature02451. PMID 15129283.
^ Rathore, S.; Datta, G.; Kaur, I.; Malhotra, P.; Mohmmed, A. (2. 7. 2015). "Disruption of cellular homeostasis induces organelle stress and triggers apoptosis like cell-death pathways in malaria parasite". Cell Death & Disease (jezik: engleski). 6 (7): e1803. doi:10.1038/cddis.2015.142. PMC 4650714. PMID 26136076.
^ Shalini, S.; Dorstyn, L.; Dawar, S.; Kumar, S. (1. 4. 2015). "Old, new and emerging functions of caspases". Cell Death & Differentiation (jezik: engleski). 22 (4): 526–539. doi:10.1038/cdd.2014.216. ISSN 1350-9047. PMC 4356345. PMID 25526085.
^ ^a ^b Goodsell, David S. (1. 10. 2000). "The Molecular Perspective: Caspases". The Oncologist (jezik: engleski). 5 (5): 435–436. doi:10.1634/theoncologist.5-5-435. ISSN 1083-7159. PMID 11040280.
^ McIlwain, David R.; Berger, Thorsten; Mak, Tak W. (1. 4. 2013). "Caspase Functions in Cell Death and Disease". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (jezik: engleski). 5 (4): a008656. doi:10.1101/cshperspect.a008656. ISSN 1943-0264. PMC 3683896. PMID 23545416.

[pmid8035875-1] Wilson KP, Black JA, Thomson JA, et al. (juli 1994). "Structure and mechanism of interleukin-1 beta converting enzyme". Nature. 370 (6487): 270–5. doi:10.1038/370270a0. PMID 8035875. S2CID 4281700.

[Saleh2004-2] Saleh, Maya; Vaillancourt, John P; Graham, Rona K; Huyck, Matthew; Srinivasula, Srinivasa M; Alnemri, Emad S; Steinberg, Martin H; Nolan, Vikki; Baldwin, Clinton T; Hotchkiss, Richard S; Buchman, Timothy G; Zehnbauer, Barbara A; Hayden, Michael R; Farrer, Lindsay A; Roy, Sophie; Nicholson, Donald W (2004). "Differential modulation of endotoxin responsiveness by human caspase-12 polymorphisms". Nature. 429 (6987): 75–9. doi:10.1038/nature02451. PMID 15129283.

[3] Rathore, S.; Datta, G.; Kaur, I.; Malhotra, P.; Mohmmed, A. (2. 7. 2015). "Disruption of cellular homeostasis induces organelle stress and triggers apoptosis like cell-death pathways in malaria parasite". Cell Death & Disease (jezik: engleski). 6 (7): e1803. doi:10.1038/cddis.2015.142. PMC 4650714. PMID 26136076.

[4] Shalini, S.; Dorstyn, L.; Dawar, S.; Kumar, S. (1. 4. 2015). "Old, new and emerging functions of caspases". Cell Death & Differentiation (jezik: engleski). 22 (4): 526–539. doi:10.1038/cdd.2014.216. ISSN 1350-9047. PMC 4356345. PMID 25526085.

[:0-5] Goodsell, David S. (1. 10. 2000). "The Molecular Perspective: Caspases". The Oncologist (jezik: engleski). 5 (5): 435–436. doi:10.1634/theoncologist.5-5-435. ISSN 1083-7159. PMID 11040280.

[6] McIlwain, David R.; Berger, Thorsten; Mak, Tak W. (1. 4. 2013). "Caspase Functions in Cell Death and Disease". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (jezik: engleski). 5 (4): a008656. doi:10.1101/cshperspect.a008656. ISSN 1943-0264. PMC 3683896. PMID 23545416.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]