Co jsou inhibitory kaspázy?

Kaspázy jsou komplexní skupinou enzymů, které způsobují apoptózu, také známou jako programovaná buněčná smrt. Přirozená skupina enzymů inhibitorů kaspázy je aktivována štěpením další třídy kaspáz. Dalším typem přirozeně se vyskytujícího inhibitoru je virus, který je používá jako součást svého infekčního procesu. Vědci často používají inhibitory kaspázy ve studiích buněčné biologie a biochemie, aby se pokusili inhibovat jeden konkrétní typ kaspázy, aby viděli účinky na buněčnou smrt v nepřítomnosti její aktivity. Tyto inhibitory jsou také zajímavé jako potenciální klinická léčiva.

Obrovský význam kaspáz z nich učinil cíl obrovského množství výzkumu v biochemii a buněčné biologii. V enzymologii je velmi časté používat inhibitor proti určitému enzymu a poté hledat změny, jakmile enzym, který je předmětem studie, již nemá aktivitu. Některé inhibitory se získávají z přírodních zdrojů, zatímco jiné jsou speciálně navrženy tak, aby se zaměřily na specifické enzymy. Existuje celá řada komerčně dostupných inhibitorů apoptózy.

Mnoho přírodních inhibitorů enzymů jsou krátké řetězce aminokyselin, známé jako peptidy. Pole peptidomimetik umožňuje syntézu sloučenin, které jsou strukturně podobné přírodním peptidům, ale mají také neobvyklé vlastnosti. Skupina inhibitorů kaspázy má sekvenci, která je štěpena konkrétními kaspázami. Je vázán na fluorescenční značku, takže aktivita enzymu může být detekována, když je konkrétní kaspáza aktivní.

Při použití těchto testů se předpokládalo, že skupiny inhibitorů kaspázy byly specifické pro jednotlivé studované formy kaspáz. Podrobný výzkum využívající tyto inhibitory zjistil, že mnoho ze sloučenin nebylo tak specifické, jak se dříve myslelo. Při koncentracích použitých v testech v experimentech buněčné biologie bylo také zjištěno, že jsou inhibovány další formy kaspáz, které nebyly cílovým enzymem. Výzkum naznačující účinky, o nichž se předpokládá, že jsou způsobeny konkrétní kaspázou, musel být přehodnocen.

V klinických studiích bylo testováno mnoho různých inhibitorů kaspázy pro různé stavy. Výsledky byly slibné, když lidé s poškozením jater byli léčeni takovým inhibitorem a oddálilo smrt jaterních buněk. Dalším příkladem je pacient, který utrpěl cutoff kyslíku a krve do mozku. Bylo zjištěno, že experimentální použití inhibitoru kaspázy pomáhá v takových případech zabránit poškození tkáně.

Programovaná buněčná smrt může být spíše obranným mechanismem k usmrcování buněk, než aby byla infikována mikroorganismy. Některé typy virů, jako jsou například kravské neštovice, používají inhibitory kaspázy k zabránění apoptózy cílových buněk. To jim umožňuje úspěšně invazovat buňky.