Proteine sind Stoffe im Körper, die verschiedene chemische Prozesse erleichtern. Als spezifische Klasse von Proteinen lösen Apoptoseproteine die Selbstzerstörung einer Zelle aus und unterstützen sie. Diese Proteine können entweder ein Problem signalisieren, das den Tod einer Zelle erfordert, oder sie können dazu beitragen, den Prozess durchzuführen, der die Zelle letztendlich zerstört.
Der Prozess der Apoptose begünstigt den Zelltod. Wenn eine Zelle nicht mehr funktionsfähig ist oder aufgrund einer Infektion oder Schädigung zu einer Gefahr für einen Organismus wird, führt die Apoptose zur Selbstzerstörung der Zelle. Nachdem ein Zellleben auf diese Weise endet, wird die Zelle fragmentiert und von anderen Zellen verbraucht. Bei Zellwachstumskrankheiten wie Krebs wird dieser Prozess in irgendeiner Weise gehemmt. Apoptose ist in den meisten Organismen ein wesentlicher Erhaltungsprozess; Beim durchschnittlichen Menschen beispielsweise zerstört die Apoptose täglich etwa 60 Milliarden Zellen.
Apoptoseproteine überwachen Veränderungen innerhalb und außerhalb einer Zelle. Diese Veränderungen können von toxischen Substanzen, Hormonen oder anderen Mitteln herrühren. Wenn die Proteine eine Anomalie wie einen DNA-Schaden oder eine Virusinfektion erkennen, senden sie Signale, die den Zerstörungsprozess innerhalb der Zelle auslösen. Einige Pro-Apoptose-Proteine wirken auch spezifisch, um die Entwicklung von Tumoren zu unterdrücken, wie beispielsweise das P53-Protein.
Neben dem Nachweis der Notwendigkeit der Apoptose können Proteine auch eine wichtige Anfangsrolle im eigentlichen Prozess spielen. Bei der üblichen Form der Apoptose beispielsweise setzt eine Zellstruktur namens Mitochondrium ein Protein frei, das als Cytochrom c bekannt ist. Dieses Protein löst dann Proteinsubstanzen aus, die Caspasen genannt werden, die andere Proteine in der Zelle abbauen. Dadurch entsteht ein Dominoeffekt, bei dem weitere Stoffe aktiviert werden, die andere Zellteile zersetzen. Das Mitochondrium selbst wird oft angegriffen, da es ein wichtiges Zentrum der Zellatmung ist.
Krebs und andere Erkrankungen können sich aus einem Überfluss an Anti-Apoptose-Proteinen – bekannt als Apoptose-Protein-Inhibitoren – im eigenen System entwickeln. Diese besondere Proteinfamilie verhindert die Apoptose und den nachfolgenden Zelltod, indem sie die Freisetzung von Proteinen und Substanzen hemmt, die den Zellzerfall bewirken. BCL-2-Proteine und X-chromosomale Inhibitoren der Apoptose (XIAP), die in vielen Tumoren vorkommen, sind zwei Beispiele dafür. Während ein Mangel an Apoptose schädlich sein kann, kann ein Übermaß des Prozesses dazu führen, dass normale Zellen und Gewebe im Körper verkümmern oder verkümmern. Ein solches Ergebnis wurde mit der Zerstörung von Immunzellen bei mit dem Humanen Immunschwächevirus (HIV) infizierten Personen sowie mit anderen infektiösen Zuständen in Verbindung gebracht.