caspasi

Caspasi

Enzima appartenente a una famiglia di proteasi che prende parte alle reazioni che iniziano e portano a compimento la risposta di morte cellulare programmata o apoptosi. Le caspasi sono proteine ricche di residui di cisteina che, una volta attivate, idrolizzano le proteine bersaglio a livello di residui di acido aspartico. Ogni organismo possiede una specifica famiglia di caspasi. I geni ced, per es., codificano le caspasi nel nematode Caenorhabditis elegans e alcune di esse presentano un notevole grado di omologia con le caspasi dell’uomo. Studi della seconda metà degli anni Novanta del secolo scorso hanno messo in evidenza che l’apoptosi è determinata da una cascata di eventi sequenziali, i quali portano all’attivazione di enzimi che distruggono specificatamente certe componenti cellulari essenziali, e che le caspasi sono coinvolte in questi eventi. Nella cellula ogni caspasi è normalmente presente in uno stato inattivo che prende il nome di zimogeno. Uno zimogeno si trasforma in una caspasi attiva dopo taglio proteolitico da parte di un enzima.

Esistono due tipi di caspasi detti enzimi iniziatori ed enzimi esecutori. È ancora poco chiaro come questi si organizzino per formare una cascata di eventi proteolitici. Uno degli scenari possibili è che gli iniziatori vengano tagliati in risposta a segnali di attivazione di apoptosi. A loro volta, ciascun iniziatore provocherebbe l’attivazione di una delle caspasi della classe degli esecutori, la quale ne attiverebbe un’altra e così via. Oltre ad attivare altre caspasi, le molecole di esecutore attive possono determinare, mediante idrolisi delle proteine bersaglio, i molteplici eventi che determinano l’apoptosi. Una serie di prove sperimentali ha dimostrato, per es., che uno dei bersagli è rappresentato da una proteina che si lega a una endonucleasi del DNA, bloccandola e sequestrandola dentro il citoplasma. Quando questa proteina viene idrolizzata, l’endonucleasi è libera di entrare nel nucleo e tagliare il DNA. Questo spiegherebbe la tipica frammentazione del DNA osservata fin dai primi studi sulle cellule in apoptosi. La perdita della normale forma cellulare è determinata invece dall’attivazione da parte di una caspasi della proteina che idrolizza l’actina, componente fondamentale del citoscheletro. Si ritiene pertanto che esecutori attivi possano idrolizzare altri bersagli e causare, per es., la rottura degli organelli o la frammentazione della cellula, tipici eventi che si verificano nella cellula apoptotica. (*)

→ Apoptosi: morte cellulare programmata