Kaspazy

Kaspaza 1

Kaspazy – enzymy z grupy proteaz, kontrolujących apoptozę.

Kaspazy związane są także z funkcjonowaniem układu odpornościowego, gdzie umożliwiają potranslacyjną modyfikację cytokin oraz gdy kaskada kaspaz jest uruchamiana w reakcj cytotoksycznej.

Właśnie kaspazy w największym stopniu odpowiadają za zniszczenie komórki skazanej na samobójstwo: przecinając odpowiednie białka, pośrednio doprowadzają do poszatkowania materiału genetycznego na drobne kawałki (wielkości 180 par zasad, lub wielokrotność), zmiany kształtu komórki i jej podzielenia się na pęcherzyki apoptotyczne, które są natychmiast pożerane przez inne, żywe komórki (granulocyty obojętnochłonne (neutrofile), monocyty, komórki sąsiadujące). Pęcherzyki apoptotyczne posiadają w pełni funkcjonalne organella (apoptoza w przeciwieństwie do nekrozy nie daje odczynu zapalnego). Do tej pory naukowcy wiedzieli, że kaskada kaspaz może rozpoczynać się przy błonie komórkowej (np. wskutek aktywacji białka Fas) albo w pobliżu mitochondrium, kiedy do cytoplazmy przedostaną się cząsteczki cytochromu c.

W zdrowej komórce na powierzchni błony zewnętrznej mitochondrium znajduje się białko Bcl-2, które z kolei jest połączone z innym białkiem Apaf-1. Wewnętrzne uszkodzenia komórki powodują, że Bcl-2 odłącza się od Apaf-1. Następnie cytochrom c wydostaje się do cytoplazmy gdzie łączy się z białkiem Apaf-1 oraz z prokaspazą 9. W efekcie powstaje kompleks:

• cytochrom c,
• Apaf-1,
• prokaspaza 9,
• ATP,

który nazywamy apoptosomem. W obrębie apoptosomu zachodzi autokatalityczna aktywacja kaspazy 9. Cytozol ulega agregacji. Kaspazy jako proteazy rozszczepiają białka i równocześnie aktywują inne kaspazy. Następuje trawienie strukturalnych białek i degradacja DNA. Komórka ulega fagocytozie.

Obecnie uważa się, że kaspazy znajdują się również w siateczce śródplazmatycznej. Okazało się, że uszkodzenie siateczki śródplazmatycznej prowadzi do uruchomienia kaspazy 12, która znajduje się wewnątrz siateczki, i do skierowania komórki na drogę apoptozy. Jeśli programowana śmierć komórki zaczyna się od aktywacji kaspaz przy mitochondrium albo przy błonie komórkowej, to kaspaza 12 w ogóle nie jest uruchamiana.

Przykłady interakcji kaspaz w komórkach

• kaspaza 9 jest aktywowana przez granulizynę co uruchamia apoptozę
• kaspaza 8 w zmutowanej formie jest antygenem nowotworowym

Zobacz też

• Nekroptoza

Bibliografia

• Jakub Gołąb, Marek Jakóbisiak, Witold Lasek, Tomasz Stokłosa: Immunologia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007. ISBN 978-83-01-15154-6.