Caspasen sind hochwichtige Proteine, die für den Abschluss der Apoptose oder des programmierten Zelltods in einer Vielzahl von Organismen essentiell sind. Apoptose bezieht sich speziell auf das absichtliche und vorteilhafte Absterben von Zellen im Körper. Caspasen werden wegen der besonderen Beziehung zwischen Caspasen und Apoptose manchmal als Henkersproteine bezeichnet. Es gibt viele verschiedene Arten von Caspasen, die zusammenarbeiten, um physiologische Veränderungen in Zellen zu bewirken, die zum Zelltod führen.
Caspasen sind Cysteinproteasen, also Proteine, die Polypeptide spalten. Sie wirken insbesondere auf die Aminosäure Cystein ein, eine gemeinsame Komponente in vielen verschiedenen Proteinen. Obwohl ihre Kernkomponenten ziemlich ähnlich sind, sind für die Apoptose verschiedene Arten von Caspasen mit unterschiedlichen Spezifitäten notwendig.
Der Zusammenhang zwischen Caspasen und Apoptose ist hochkomplex und von großem Interesse in der biomedizinischen Forschung. Es gibt verschiedene Arten von Caspasen, die notwendig sind, um Apoptose zu bewirken. Initiatorcaspasen zum Beispiel spalten bestimmte Teile von Effektorcaspasen und „aktivieren“ diese effektiv. Diese aktivierten Effektorcaspasen spalten bestimmte Zellkomponenten, die für das weitere Überleben der Zelle notwendig sind. Andere als Caspase-Inhibitoren bekannte Proteine können diesen Prozess in verschiedenen Stadien effektiv stoppen und so die Apoptose verhindern.
Die Regulierung von Caspasen ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Beziehung zwischen Caspasen und Apoptose nicht schädlich ist. Normalerweise ist Apoptose eine gute Sache; wenn es jedoch zu schnell oder zu langsam auftritt, kann es destruktiv sein. Die primäre Regulation von Caspasen erfolgt nach der Translation, dh die Regulation erfolgt erst, nachdem genetische Information zur Herstellung der Proteine verwendet wurde. Die Caspasen stehen dann bei Bedarf sofort zur Verfügung, da die Proteine selbst gehemmt oder aktiviert werden, nicht deren Produktion. Wenn die Regulation vor der Translation stattfand, würde es eine Verzögerungszeit zwischen dem Bedarf der Proteine und ihrer tatsächlichen Wirkung geben, da die Proteine synthetisiert werden müssten, bevor sie wirken könnten.
Caspasen und Apoptose sind zum Teil wegen ihrer Rolle bei Krebs bemerkenswert. Eine der Eigenschaften von Krebs besteht darin, dass Krebszellen keine Apoptose durchlaufen, sodass sie sich unbegrenzt vermehren können, ohne dem normalen Zelltod zu erliegen. Es wurde festgestellt, dass viele krebsartige Gewebeproben sehr geringe Mengen einer oder mehrerer Caspasen aufweisen, so dass die normalen Wege, die zum Zelltod führen, nicht vollständig ablaufen dürfen. Die Forscher sind sehr an Caspasen und Apoptose interessiert, da die Möglichkeit besteht, Behandlungsmethoden zu entwickeln, die auf der Verwendung von Caspasen zur Induktion von Apoptose basieren.