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Caspase 1

Akronym für: Cysteine-dependent Aspartate-specific Protease
Synonyme: CASP-1, IL-1 Beta-Converting Enzyme, IL-1BC, P45, ICE
Englisch: caspase 1

1 Definition

Die Caspase 1 ist ein proteolytisches Enzym, das in die Vermittlung von Entzündungsreaktionen involviert ist. Nach ihrer Aktivierung verarbeitet sie proinflammatorische Interleukine.

2 Genetik

Die Caspase 1 wird beim Menschen durch das Gen CASP1 codiert. Dieses befindet sich auf Chromosom 11 an Genlokus q22.3. Es besteht aus 12 Exons.

3 Struktur

Die Caspase 1 liegt in der Zelle als inaktive Vorstufe vor. Diese wird auch als Zymogen oder Procaspase bezeichnet. In dieser Form besteht sie aus drei Domänen:

  • katalytische Domäne p20 (großes Fragment)
  • katalytische Domäne p10 (kleines Fragment)
  • Caspase-Rekrutierungsdomäne (CARD)

Das aktive Zentrum wird durch die beiden katalytischen Domänen gebildet. Damit diese ihre aktive Form einnehmen können, muss vorher eine blockierende Region zwischen ihnen entfernt werden. Das CARD-Motiv ist wichtig für die Bindung an den inflammatorischen Komplex.[1]

4 Funktion

Die Caspase 1 vermittelt Entzündungsreaktionen durch Spaltung von Interleukinen der IL-1-Familie (IL-1α, IL-1β, IL-18), die danach in ihrer reifen Form vorliegen. Diese führen zur Rekrutierung von weiteren inflammatorischen Zellen und zu einer Aktivierung der NK-Zellen. Die Caspase 1 kann zusätzlich auch die Caspase 7 aktivieren.[2][1]

Die inaktive Procaspase 1 wird durch einen großen Komplex aktiviert, der als Inflammasom bezeichnet wird. Das Inflammasom kann aus verschiedenen Proteinen zusammengesetzt sein. Es besteht oft aus NLR-Proteinen (NLRP1, NLRP3, NLRC4), die mit dem Adapterprotein ASC verbunden sind. Über diesen Adapter kann die inaktive Caspase 1 an das Inflammasom binden. Nach der Bindung kann es sich autokatalytisch selber spalten.[3]

5 Klinische Bedeutung

In chronischen Entzündungen wie der Psoriasis, Arthritis oder Gicht, kann oft eine starke Aktivierung der Caspase 1 nachgewiesen werden. Inwiefern sie auch ursächlich beteiligt ist, ist derzeit noch nicht vollständig geklärt (2018).[2]

6 Quellen

  1. 1,0 1,1 Nadiri, A., Wolinski, M. K. & Saleh, M. The Inflammatory Caspases: Key Players in the Host Response to Pathogenic Invasion and Sepsis. The Journal of Immunology 177, 4239-4245, doi:10.4049/jimmunol.177.7.4239 (2006).
  2. 2,0 2,1 Lee D-J, Du F, Chen S-W, et al. Regulation and function of the caspase-1 in an inflammatory microenvironment. The Journal of investigative dermatology. 2015;135(8):2012-2020. doi:10.1038/jid.2015.119.
  3. Franchi L, Eigenbrod T, Muñoz-Planillo R, Nuñez G. The Inflammasome: A Caspase-1 Activation Platform Regulating Immune Responses and Disease Pathogenesis. Nature immunology. 2009;10(3):241. doi:10.1038/ni.1703.

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