A atividade da caspase ? devida a um grupo de enzimas muito complexas que regulam a morte celular programada, ou apoptose, em organismos multicelulares. As enzimas envolvidas nessa atividade s?o um subtipo de uma classe de proteases – enzimas que degradam outras prote?nas. Existem v?rios tipos de caspases que t?m fun??es diferentes em causar apoptose. Altera??es na regula??o da apoptose podem levar ao c?ncer ou doen?as autoimunes, por isso h? muito interesse em entender melhor a bioqu?mica e a gen?tica da ativa??o da caspase em c?lulas humanas usando organismos mais simples.
Para impedir que as c?lulas se autodestruam, as caspases s?o mantidas em um estado inativo. Tais enzimas inativas s?o conhecidas como zim?genos. Uma vez iniciado o processo de morte apopt?tica, as caspases s?o ativadas tendo parte de sua estrutura clivada. Ao contr?rio de muitos fatores celulares importantes, essas enzimas s?o mantidas na c?lula j? produzida, mas em um estado latente, prontas para serem ativadas assim que forem necess?rias.
Existem duas classes principais de atividade da caspase que ativam a apoptose. O primeiro s?o caspases iniciadoras, que s?o reguladas por inibidores. Essas enzimas s?o ativadas assim que o processo de morte celular programada ? induzido. As caspases iniciadoras ativam as caspases efetoras inativas, que ativam a apoptose.
Um dos principais processos de apoptose ? a decomposi??o do DNA cromoss?mico em suas unidades individuais. As caspases efetoras inibem as enzimas que reparam o DNA danificado. Eles tamb?m quebram prote?nas, como a lamina, que mant?m o n?cleo unido como uma unidade. Al?m disso, a atividade efetor da caspase pode causar a fragmenta??o do DNA nuclear.
Com essas mudan?as dram?ticas acontecendo, a c?lula morre, o que n?o ? necessariamente ruim para o organismo. ? normal que uma pessoa morra dezenas de bilh?es de c?lulas por dia, e novas se formam. O problema ? quando a regula??o da apoptose d? errado. Com muito pouca apoptose, as c?lulas desse tecido podem se espalhar e formar um tumor. Se houver muita apoptose, pode ocorrer atrofia.
Os estudos definitivos sobre os efeitos das enzimas dependem de v?rios fatores, incluindo o estudo de mutantes que n?o possuem a atividade. ? dif?cil e anti?tico realizar tais estudos em seres humanos. Freq?entemente, o trabalho com apoptose ? realizado com nemat?ides ou moscas da fruta.
Para manter a confus?o no m?nimo, as caspases s?o numeradas, come?ando pela caspase 1 e passando por 12. Dada a complexidade desse grupo de enzimas, n?o seria surpreendente se mais enzimas com esse tipo de atividade fossem descobertas. Al?m de seu papel na morte celular programada, essas enzimas tamb?m est?o envolvidas na inflama??o, les?o celular e no desenvolvimento.
As caspases pertencem a uma classe particular de proteases, conhecidas como proteases de ciste?na. As proteases s?o classificadas pelos substratos que utilizam ou pela natureza do seu local ativo. As proteases de ciste?na s?o definidas pelo ?ltimo grupo e todas t?m o amino?cido ciste?na em seu local ativo.
H? um grande n?mero de kits comerciais dispon?veis para detectar a atividade da caspase. Eles baseiam-se na medi??o da atividade da protease ? medida que o zimog?nio ? processado em uma enzima ativa. A detec??o da atividade da caspase tamb?m pode envolver fun??es, como o in?cio ou a execu??o da apoptose.