Caspase
Akronym für: Cysteine-dependent Aspartate-specific Protease
Englisch: caspase
Definition
Caspasen sind intrazellulär vorkommende Proteasen mit einem Cysteinrest im aktiven Zentrum. Man zählt sie deshalb zu den Cysteinproteasen. Sie spalten Proteine hinter Aspartatresten. Die Bezeichnung entstammt diesem Wirkmechanismus und setzt sich aus Cystein, Aspartat und dem Suffix -ase für das Enzym zusammen.
Funktion
Caspasen stehen in engem Zusammenhang mit der Ausführung der Apoptose. Caspasen spalten dabei in Vorbereitung der Apoptose zelleigene Proteine. Die Aktivierung einer Caspase führt zur kettenreaktionsartigen Aktivierung weiterer Caspasen und anderer Proteasen.
Die Aktivierung der Caspasen ist daher fein reguliert. Im Zuge der Apoptose werden nach Aktivierung der Caspasen nicht nur Zellproteine, sondern durch weitere aktivierte Proteasen und sogenannten Endonukleasen auch die DNA degradiert.
Aktivierung
Caspasen befinden sich als inaktive Vorstufen, sogenannte Procaspasen, im Zytosol. Apoptosome, Granzym B oder Death-Rezeptoren führen zunächst zu einer Aktivierung von Initiatorcaspasen. Die Initiatorcaspasen aktivieren dann die eigentlichen Effektorcaspasen. Nach ihrer Aktivierung lagern sich zwei dimere Caspasen zu einem Heterotetramer zusammen und bilden so ein katalytisches Zentrum.
Einteilung
Bisher (2021) sind 12 unterschiedliche Caspasen bekannt:
- Caspase 2, Caspase 8, Caspase 9 und Caspase 10 werden als Initiatorcaspasen bezeichnet. Sie aktivieren die Effektor-Caspasen durch limitierte Proteolyse.
- Caspase 3, Caspase 6 und Caspase 7 gehören zu den Effektorcaspasen. Sie sind durch Spaltung anderer zelleigener Proteine an der Apoptose beteiligt und aktivieren eine Nuklease, welche die DNA spaltet.
- Caspase 1, Caspase 4 und Caspase 5 werden als inflammatorische Caspasen bezeichnet. Sie sind außerdem an der Reifung von T-Lymphozyten beteiligt. So sind Caspase 4 und Caspase 5 bei einigen Autoimmunerkrankungen, wie zum Beispiel der Vitiligo, überexprimiert.