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Uma vista geral da actividade de Caspase

Caspases é proteases: enzimas que catalisam a divisão das proteínas e são parte da família ácida cysteine-aspartic do protease. São vitais ao mecanismo da morte celular programada nos animais (apoptosis, pyroptosis, e necroptosis), e igualmente jogam um papel fundamental na inflamação. Devido a sua participação na morte celular e na inflamação de regulamento, actividade do caspase é crucial à homeostase manter no corpo.

caspase apoptosomeCrédito de imagem: StudioMolekuul/Shutterstock.com

Nos mamíferos, três tipos dos caspases existem que têm papéis distintos. Dois destes são envolvidos no apoptosis: os caspases do iniciador são aqueles que apoptosis iniciado, quando os caspases do executor realizarem a divisão da proteína conhecida como o proteolysis. O terceiro grupo, os caspases inflamatórios, é vital à sinalização inflamatório do cytokine assim como aos outros tipos da morte celular.

O significado da pesquisa na actividade do caspase

Os anos recentes consideraram uma emergência rápida da informação nova nos mecanismos moleculars que controlam a activação do caspase. Esta pesquisa é importante porque permitiu que os cientistas tentem planejar maneiras novas de modular os caminhos disfuncionais da morte celular e da inflamação que são característicos de várias doenças comunicáveis, inflamatórios, malignos, metabólicas, e neurodegenerative.

Abaixo, uma vista geral no que seja descoberta sobre a actividade do caspase é dada com relação aos dois papéis distintos do apoptosis e da inflamação.

Caspases no apoptosis

A morte celular pode ocorrer em duas maneiras: necrose ou apoptosis. A morte celular que vem frequentemente primeiramente se ocupar é aquela que os resultados devido a ferimento traumático, ao envenenamento, a uma infecção, ou a uma circunstância que corte o abastecimento de oxigénio às pilhas. Isto é referido como a necrose.

O Apoptosis, ao contrário, é uma parte necessária do ciclo de vida de uma pilha. É a morte celular programada que é causada pela desmontada controlada de componentes intracelulares em um processo que proteja pilhas circunvizinhas de dano, porque impacta somente as pilhas pretendidas atravessar a morte celular.

O processo de apoptosis é instituído pelos caspases do iniciador -2, -8, e -9, com o -9 que estão sendo activados no complexo apoptosome para actuar como o iniciador essencial para a sinalização do apoptosis com o caminho mitocondrial. Importante, os estudos descobriram que a falha activar caspase-9 está associada com as conseqüências pathophysiological, conduzindo à doença, mental e física.

Todos os três caspases do iniciador se tornam ativados em plataformas da activação da multi-proteína pelo homo-dimerization dos zymogens monomeric para induzir seu papel no apoptosis. Os prodomains longos (ácidos aminados >90) que é personificado nos caspases do iniciador tornam possível para que comuniquem-se com os complexos específicos da sinalização, e causam a fase da execução do apoptosis.

Os caspases do executor realizam o proteolysis em massa, que é o processo controlado de divisão da proteína em polipeptídeos ou em ácidos aminados menores, tendo por resultado a morte celular. A pesquisa mostrou que os caspases -3, -6, e -7 são responsáveis para regular a fase de execução de apoptosis fendendo proteínas múltiplas estruturais e do reparo.

Depois da activação de um único caspase do executor, uns caspases mais adicionais do executor podem ser fendidos e activado por este caspase inicial. Isto conduz à activação acelerada de caspases do executor, conduzindo à morte celular eficiente.

Caspases na inflamação

Caspase-1, -4, -5, e -12 intermediário a resposta imune nos seres humanos. Os caspases inflamatórios são produzidos da mesma forma como caspases proapoptotic, como procaspases inactivos em pilhas de descanso. O acoplamento com os receptors do reconhecimento de padrões tendo por resultado a formação do inflammasome estimula a activação dos caspases inflamatórios.

O inflammasome é estabelecido com os processos das proteínas (NLR) decontenção leucina-ricas. As proteínas que são guardaradas dentro das pilhas inactivas podem tornar-se estimuladas por um incidente interno ou externo, que inicie seu conjunto. Uma vez que montados, os monómeros de NLR ligam ao adaptador a proteína apoptosis-associada salpicadura-como a proteína.

Um procaspase inflamatório inactivo é recrutado no inflammasome, e este processo induz o autocatalysis da proximidade que tem o efeito de fender e de ativar caspase-1, que activa então a recreação dos cytokines proinflammatory. A resposta imune pode comportar-se em uma maneira específica em resposta aos estímulos diferentes porque os inflammasomes NLR-conduzidos diferentes respondem aos estímulos diferentes.

Há alguma evidência para sugerir que caspase-12 jogue o papel de ter uma resposta anti-inflamatório com seu efeito inibitório em caspase-1; contudo, os mecanismos precisos ainda permanecem indescritíveis.

Há ainda um trabalho a ser feito a fim compreender inteiramente a activação dos inflammasomes em resposta às situações específicas no corpo. Uma compreensão aumentada poderia conduzir a uma ideia mais clara de doenças e potencial de resultado do sistema imunitário na revelação dos tratamentos novos que apropriam a resposta imune.

Caspases e doença

Tumorigenesis é apoiado unsurprisingly pelo mau funcionamento dos caspases, como jogam um papel vital na morte celular, um processo que possa actuar como uma medida preventiva do cancro matando pilhas defeituosas antes que se tornem oncogenic. O cancro não é a única doença que os caspases estiveram encontrados para ser envolvidos dentro.

O papel dos caspases foi implicado na revelação e na manutenção de doenças numerosas, incluindo o cancro, doenças inflamatórios, gota, síndromes periódicas cryopyrin-associadas, tipo - diabetes 2, a febre mediterrânea familiar, a artrite estéril pyogenic, o gangrenosum do pyoderma, a síndrome da acne, o hyperimmunoglobulinemia D com síndrome periódica da febre, a artrite idiopática juvenil do sistemático-início, a doença da doença de Alzheimer, do Kawasaki, e a síndrome lymphoproliferative auto-imune.

Uma exploração mais adicional nos mecanismos da actividade do caspase tem o potencial impactar o diagnóstico, o tratamento, o prognóstico, e a prevenção destas doenças.

Fontes:

  • Kumar, S. (2006). Função de Caspase na morte celular programada. Morte celular & diferenciação, 14(1), pp.32-43. https://www.nature.com/articles/4402060
  • McIlwain, D., Berger, T., e valor máximo de concentração no trabalho, T. (2013). Funções de Caspase na morte celular e na doença. Perspectivas frias do porto da mola na biologia, 5(4), pp.a008656-a008656. https://cshperspectives.cshlp.org/content/5/4/a008656.full
  • Shalini, S., Dorstyn, L., Dawar, S., e Kumar, S. (2014). Funções velhas, novas, e emergentes dos caspases. Morte celular & diferenciação, 22(4), pp.526-539. https://www.nature.com/articles/cdd2014216
  • Van Opdenbosch, N., e Lamkanfi, M. (2019). Caspases na morte celular, na inflamação, e na doença. Imunidade, 50(6), pp.1352-1364. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31216460

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Last Updated: Dec 11, 2019

Sarah Moore

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Sarah Moore

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