凋亡蛋白酶——细胞凋亡的执行器

（一）概念

凋亡蛋白酶的全称为含半胱氨酸的天冬氨酸特异蛋白酶（cysteine-containing aspartatespecific protease，caspase），是一类对底物天冬氨酸有特异性水解作用，活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶家族，在促凋亡信号的作用下被激活。最先发现的caspase是IL-1β转化酶（interleukin-1 converting enzyme，ICE），即caspase-1，随后又发现了一系列的caspase，以序号区分（caspase-1～caspase-14），是目前研究得较为清楚的细胞凋亡执行者。

（二）结构特点(https://www.daowen.com)

caspase成员通常以分子量30000～50000的无活性的酶原或前体（procaspase）形式存在，它们必须在邻近天冬氨酸的位置切开后释放出一个大亚单位和一个小亚单位，然后形成α2β2四聚体才具有酶活性。caspase各结构域之间具有由天冬氨酸水解酶识别的相同结构分隔，这提示procaspase可以自身活化或者被具有相同结构特点的酶活化。caspase是一种高度特异的蛋白酶，它具有在天冬氨酸之后剪切蛋白的特点。caspase分为启动型（caspase-8～caspase-10）和效应型（caspase-3、caspase-6、caspase-7）两类。前者接受凋亡信号，与死亡受体Fas结合后，启动凋亡或激活下游分子，后者再降解细胞骨架、蛋白质、核酸等。

（三）caspases引起细胞凋亡的机制

caspase在凋亡中的作用包括如下。①灭活凋亡抑制蛋白：正常细胞中caspase激活的脱氧核糖核酸酶（caspase-activated deoxyribonuclease，CAD）与抑制物（inhibitor of caspaseactivated deoxyribonuclease，ICAD）结合，不具有催化活性；②灭活Bcl-2并产生一些可促进凋亡的片段；③水解细胞的蛋白质结构，分解与细胞骨架构成相关的蛋白，瓦解核结构成核碎片，导致细胞解体，形成凋亡小体；④在凋亡级联反应中水解相应的活性蛋白，从而使该蛋白获得或丧失某种功能，如caspase-9可使procaspase-3激活，caspase-3一般被认为是凋亡的重要执行者；⑤裂解细胞周期蛋白；⑥将磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面。