Каспазы обнаружены во всех тканях млекопитающих, где они выполняют различные физиологические функции. Для каждого типа клеток характерны уникальные каспазозависимые сигнальные пути. Каспазы-3, -9 участвуют в ремоделировании клеток и тканей, в дифференцировке и пролиферации гемопоэтических клеток, в негативной селекции тимоцитов, в развитии мозга и сердечной мышцы в эмбриональный период и регулируют активность ферментов головного мозга, каспазы-3 - в противовирусной защите путем активации IL-16. Изменение физиологического состояния клетки приводит к изменению мишеней действия каспаз, например, при апоптозе каспазы активируют мембранносвязанные факторы транскрипции, которые в живой клетке поддерживают гомеостаз холестерина и активируются другими ферментами (Гуляева, 2003).
Каспаза синтезируется в клетке первоначально в виде неактивного профермента, состоящего из N-концевого полипептида (так называемого продомена), большой и малой субъединиц и связывающего региона между ними (Мартынова, 2003).
Образование активных форм каспаз инициируется протеолитическим расщеплением по связи Asp-Xaa во внутренних сайтах между доменами, что приводит к последовательному высвобождению малой субъединицы, связывающего региона, большой субъединицы и удалению продомена. Большая и малая субъединицы из разных прокаспаз собираются в единый комплекс. Активная форма каспазы - это тетрамер, в котором связь осуществляется двумя малыми субъединицами, окруженными двумя большими субъединицами. Два каталитических центра формируются аминокислотами большой и малой субъединиц (Куцый и др., 1999).
Среди эффекторных каспаз каспаза 3 в нервной ткани привлекает особое внимание, поскольку принято считать, что именно этот фермент тесно связан с программируемой гибелью нейронов. Этот фермент рассматривают как фермент, принадлежащий к группе апоптических каспаз, передающих и реализующих сигнал к клеточной гибели (Гуляева, 2003).
Каспазы участвуют в изменении всех частей клетки при апоптозе, что определяет его морфологические характеристики. Они расщепляют структурные белки цитоскелета (актин, фодрин), фокальные киназы, что приводит к потере адгезии клетки. Важно подчеркнуть, что каспазы расщепляют только незначительную фракцию белков в клетке, что, однако, достаточно для ее полной разборки на апоптические тельца. Каспазы обуславливают такой важный признак апоптоза, как олигонуклеосомную фрагментацию ДНК, которая осуществляется ДНК-фрагментирующими факторами, активированными каспазозависимыми эндонуклеазами, а также при каспазозависимом расщеплении поли(АДФ-рибоза)полимеразы и потере ферментов репликации и сплайсинга ДНК (Уманский, 1996).
К внеклеточным нейтральным протеазам относятся матриксные металлопротеазы (ММП) или матриксины, функция которых связана с обменом белков межклеточного матрикса. Эти ферменты играют решающую роль при развитии таких физиологических процессов, как морфогенез, резорбция и ремоделирование тканей, миграция, адгезия, дифференцировка и пролиферация клеток, а также при патологических состояниях (ревматический артрит, гломерулонефрит, пародонтиты, изъязвление роговой оболочки глаз и др.). Кроме того, исследования последних лет позволили открыть новые функции ММП в опухолевой прогрессии: участие в выходе депонированных факторов роста, расщепление некоторых биоактивных молекул с образованием веществ с новыми биологическими свойствами, участие в канцерогенезе ряда опухолей, мощный ангиогенный эффект, участие в поддержании жизнеспособности опухолевых клеток. Все перечисленные свойства делают их ключевыми маркерами опухолевой прогрессии (Клишо и др., 2005).
TimeBiology