Qu'est-ce que l'activité de la caspase?
L’activité de la caspase est due à un groupe d'enzymes très complexes qui régulent la mort cellulaire programmée, ou apoptose, dans les organismes multicellulaires. Les enzymes impliquées dans cette activité sont un sous-type d'une classe de protéases-enzymes qui dégradent d'autres protéines. Il existe plusieurs types de caspases qui ont des fonctions différentes pour provoquer l'apoptose. Les altérations de la régulation de l'apoptose peuvent conduire au cancer ou à une maladie auto-immune, il y a donc beaucoup d'intérêt à mieux comprendre la biochimie et la génétique de l'activation de la caspase dans les cellules humaines en utilisant des organismes plus simples.
Pour empêcher les cellules de s'autodétruire, les caspases sont maintenues dans un état inactif. De telles enzymes inactives sont connues sous le nom de zymogènes. Une fois le processus de mort apoptotique initié, les caspases sont activées en faisant cliver une partie de leur structure. Contrairement à de nombreux facteurs cellulaires importants, ces enzymes sont conservées dans la cellule déjà fabriquée, mais à l'état latent, prêtes à être activées dès qu'elles sont nécessaires.
Il existe deux classes majeures d'activité caspase qui activent l'apoptose. Les premiers sont des caspases initiatrices, qui sont régulées par des inhibiteurs. Ces enzymes sont activées dès que le processus de mort cellulaire programmée est induit. Les caspases de l'initiateur actif clivent les caspases effectrices inactives, qui activent alors l'apoptose.
L'un des processus clés de l'apoptose est la décomposition de l'ADN chromosomique en ses unités individuelles. Les caspases effectrices inhibent les enzymes qui réparent l'ADN endommagé. Ils cassent également les protéines, telles que la lamine, qui maintiennent le noyau ensemble comme une unité. De plus, l'activité effectrice de la caspase peut provoquer la fragmentation de l'ADN nucléaire.
Avec de tels changements dramatiques, la cellule meurt, ce qui n'est pas nécessairement mauvais pour l'organisme. Il est normal qu'une personne ait des dizaines de milliards de cellules par jour et que de nouvelles se forment. Le problème est lorsque la régulation de l'apoptose va de travers. Avec une apoptose insuffisante, les cellules de ce tissu peuvent se propager et former une tumeur. S'il y a trop d'apoptose, l'atrophie peut avoir lieu.
Les études définitives des effets des enzymes reposent sur un certain nombre de facteurs, y compris l'étude des mutants qui n'ont pas d'activité. Il est difficile et contraire à l'éthique de mener de telles études chez l'homme. Fréquemment, le travail avec l'apoptose est effectué avec des nématodes ou des mouches des fruits.
Pour minimiser la confusion, les caspases sont numérotées, en commençant par la caspase 1 et en passant par 12. Compte tenu de la complexité de ce groupe d'enzymes, il ne serait pas surprenant de découvrir plus d'enzymes ayant ce type d'activité. Mis à part leur rôle dans la mort cellulaire programmée, ces enzymes sont également impliquées dans l'inflammation, les lésions cellulaires et dans le développement.
Les caspases appartiennent à une classe particulière de protéases, connues sous le nom de cystéine protéases. Les protéases sont classées soit par les substrats qu'elles utilisent, soit par la nature de leur site actif. Les cystéine protéases sont définies par ce dernier groupement et ont toutes l'acide aminé cystéine dans leur site actif.
Il existe un grand nombre de kits commerciaux disponibles pour détecter l'activité de la caspase. Ils sont basés sur la mesure de l'activité de la protéase lorsque le zymogène est transformé en une enzyme active. La détection de l'activité de la caspase peut également impliquer une fonction, telle que l'initiation ou l'exécution de l'apoptose.