Z6·尊龙凯时家族简介：

Caspase家族是一组位于细胞质中的蛋白酶，它们在程序性细胞死亡（例如细胞凋亡）与炎症过程中发挥着至关重要的作用。Caspase是“含半胱氨酸的天冬氨酸特异性蛋白酶”（Cysteine-dependent Aspartate-directed proteases）的缩写，其活性位点包含半胱氨酸，能够特异性地切割靶蛋白的天冬氨酸残基后的肽键。

Caspase家族成员

Caspases根据其功能可分为两类：炎症caspase和凋亡caspase。

炎症caspase

包括Caspase-1、-4、-5和-11，主要参与炎症反应中白介素前体的激活，而不直接催动细胞凋亡信号的转导。

凋亡caspase

这些caspase主要负责细胞凋亡，并可进一步分为起始caspase（如caspase-2、-8、-9、-10）和效应caspase（caspase-3、-6、-7）。起始caspase负责切割效应caspase的前体，生成具有生物活性的caspase，效应caspase则负责切割细胞内部的结构蛋白和调节蛋白，导致细胞功能失常或激活。

凋亡相关caspase的特点

激活机制

caspase以不活性前体形式存在于细胞中，通过特定刺激或其他分子相互作用而进行自我剪切激活，例如caspase-8和caspase-9与适配器蛋白结合形成复合物时被激活。激活后的起始caspase会进一步激活更多效应caspase，形成一种信号放大的级联反应，确保细胞凋亡过程的不可逆性。

底物特异性

Caspase对其底物具有高度的特异性，通常识别特定四肽序列中的天冬氨酸残基并进行切割。不同的caspase偏好不同的切割位点，决定了各自的功能。效应caspase能够切割多种细胞内蛋白，如核纤层蛋白和聚ADP核糖聚合酶（PARP），导致细胞骨架破坏和DNA片段化等变化。

结构特点

所有caspase均由一个大的催化亚基和一个小的调节亚基组成，这两个亚基共同形成异二聚体。每个亚基由多个功能域构成，如Caspase Recruitment Domain（CARD）和Death Domain（DD），这些结构域参与caspase的激活与其他蛋白质的相互作用。

调控机制

在正常情况下，caspase以前体形式存在于细胞中，受严格调控，当细胞接收到特定的死亡信号时，caspase的抑制会被解除，从而实现激活。一些抑制剂如凋亡抑制蛋白（IAPs）通过直接结合caspase来阻止其活性，进而抑制细胞凋亡。

Caspase活化机制

同源活化

同源活化指的是caspase分子通过相互作用形成二聚体或多聚体，进而进行自我剪切和激活。未活化的procaspase通过特定结构域与另一个procaspase相互作用，形成聚合体，改变其构象并暴露活性位点，最终形成成熟的caspase。

异源活化

异源活化则是不同类型蛋白或caspase家族成员之间通过相互作用来促进激活，通常需要其他辅助因子或适配器蛋白的参与。这种激活方式涉及的蛋白质可以帮助procaspase定位和促使其构象变化，从而实现自我剪切和激活。

Caspase介导的细胞凋亡途径

Caspase介导的细胞凋亡途径为重要的程序性死亡机制，主要分为外源性（死亡受体）途径和内源性（线粒体）途径。

外源性（死亡受体）途径

启动时，特定配体（如Fas配体或肿瘤坏死因子）结合细胞表面的受体，形成死亡诱导信号复合物（DISC），促进起始caspase-8的激活，此阶段caspase-8能直接激活效应caspases，并通过切割促凋亡蛋白Bid来间接激活内源性途径。

内源性（线粒体）途径

该途径受到细胞内部各种刺激因素的影响，Bcl-2家族成员在调控中起到关键作用。当促凋亡信号占主导时，Bax/Bak在细胞膜上形成孔道，增加线粒体膜通透性，使细胞色素c释放，进而激活caspase-9，最后启动效应caspases执行凋亡程序。

这两条途径虽然有不同的触发机制，但最终通过激活caspase实现细胞凋亡。值得注意的是，这两条途径并非完全独立，而是存在相互作用，确保细胞凋亡过程的准确进行。

Caspase检测方法

Caspase的检测方法包括流式细胞术、Western Blot、免疫荧光、免疫组化和ELISA等。例如，使用裂解半胱天冬酶3抗体进行蛋白质印迹分析，或通过免疫荧光染色Hela细胞探测caspase表达。

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