Caspasen

Akronym für "Cystein-Aspartyl-spezifische Proteasen" abgekürzt Caspasen. Bei Caspasen handelt es sich um Proteasen (Restriktionsendonukleasen), die in ihrem aktiven Zentrum die Aminosäure Cystein enthalten und Proteine hinter der Aminosäure Aspartat spalten (Cysteinyl-Aspartasen).

Die Caspasen werden unterteilt in: 

• Initiatorcaspasen (proCaspase- Caspase-2, Caspase-8, Caspase-9 und Caspase-10) - diese sind selbst nicht an dem eigentlichen Apoptosevorgang beteiligt,
• Effektorcaspasen (Caspase-3, Caspase-6 und Caspase-7) - diese werden durch die Initiatorcaspasen aktiviert.

Weiterhin scheinen die entzündlichen Caspasen Caspase-1, Caspase-4, Caspase-5 und Caspase-11 Pyroptose auszulösen.

Die aktivierte Caspase (s.auch u. Inflammasom) triggert eine zur Apoptose führende Signalkaskade. Caspasen sind somit eng mit dem Prozess der Apoptose verbunden. Bisher sind beim Menschen 14 unterschiedliche Caspasen bekannt geworden. Sie sind in Signalkaskaden angeordnet. Extrazelluläre Signale leiten die Aktivierung eines membranständigen zellulären "Todesrezeptors" ein, der die ersten Aktivierungen in der Caspasekaskade auslöst. An der Folgephase der Caspaseaktivierung sind mitochondriale Proteine wie Cytochrome C beteiligt.

Die Caspaseaktivierung findet anfangs in einem Komplex mit dem "Todesrezeptor" statt und danach im Apoptosom, zu dessen Komponenten Cytochrom C, das Protein Apaf-1, die Procaspase-9 und dATP zählen. Die Procaspase-9 wird proteolytisch aktiviert und freigesetzt. Sie aktiviert wiederum die Procaspasen 3, 6 und 7, die schließlich über eine Enzymaktvierung Reaktionen induzieren, die zwingend zur Apoptose von Zellen führen. Durch die Hemmung von Caspasen kann das Apoptoseprogramm unterbrochen werden.

Einige Viren, aber auch Bakterien ( Staphylokokken) können durch die Hemmung von Caspasen den Tod der Wirtszelle verhindern und damit ihr eigenes Überleben sichern.

Eine besondere Form der Apoptose findet sich bei den T-Lymphozyten (s.u. Zytotoxische T-Zelle). Die Aktivierung einer T-Zelle erfolgt über ihren Rezptor den TZR (T-Zell-Rezeptor).

Eine erneute Aktivierung einer bereits aktivierten T-Zelle führt zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und der Ausschüttung von intrazellulärem Kalzium. Diese beiden Signale führen zur Bildung von CD95L, dem Liganden von CD95 (CD95 = APO-1= FAS) , der aus der Zelle ausgeschleust wird. Hier kann er an den CD95-Rezeptor (CD95R) der eigenen Zelle oder benachbarter Zellen binden, was zur Apoptose führt. Diese Art der Apoptose wird als aktivierungsinduzierter Zelltod (AICD) bezeichnet und spielt bei der Beendigung von Immunantworten eine Rolle.