Co to są inhibitory kaspazy?

Kaspazy są złożoną grupą enzymów, które powodują apoptozę, znaną również jako programowana śmierć komórki. Naturalna grupa enzymów inhibitora kaspazy jest aktywowana przez odszczepienie dodatkowej klasy kaspaz. Innym rodzajem inhibitora występującym naturalnie jest wirus, który wykorzystuje go jako część procesu infekcji. Naukowcy często używają inhibitorów kaspazy w badaniach biologii komórki i biochemii, aby spróbować zahamować jeden konkretny rodzaj kaspazy, aby zobaczyć wpływ na śmierć komórki przy braku jej aktywności. Takie inhibitory są również interesujące jako potencjalne leki kliniczne.

Ogromne znaczenie kaspaz sprawiło, że stały się one przedmiotem ogromnej ilości badań w dziedzinie biochemii i biologii komórki. W enzymologii bardzo często stosuje się inhibitor przeciwko konkretnemu enzymowi, a następnie szuka zmian, gdy badany enzym przestanie być aktywny. Niektóre inhibitory są uzyskiwane ze źródeł naturalnych, podczas gdy inne są specjalnie zaprojektowane do celowania w określone enzymy. Istnieje szeroka gama inhibitorów apoptozy dostępnych w handlu.

Wiele naturalnych inhibitorów enzymów to krótkie łańcuchy aminokwasów, znane jako peptydy. Dziedzina peptydomimetyki pozwala na syntezę związków, które są strukturalnie podobne do naturalnych peptydów, ale mają również niezwykłe cechy. Grupa inhibitorów kaspazy ma sekwencję, która jest cięta przez poszczególne kaspazy. Jest on sprzężony ze znacznikiem fluorescencyjnym, więc aktywność enzymu można wykryć, gdy konkretna kaspaza jest aktywna.

Stosując takie testy, sądzono, że grupy inhibitorów kaspaz były specyficzne dla poszczególnych form badanych kaspaz. Szczegółowe badania z wykorzystaniem tych inhibitorów wykazały, że wiele związków nie było tak specyficznych, jak wcześniej sądzono. Przy stężeniach stosowanych w testach w eksperymentach z biologii komórki stwierdzono również, że inne formy kaspaz, które nie były enzymem docelowym, były hamowane. Badania wskazujące na skutki, które mogą być spowodowane przez konkretną kaspazę, musiały zostać ponownie ocenione.

Szereg różnych inhibitorów kaspazy przetestowano w badaniach klinicznych w różnych stanach. Wyniki były obiecujące, gdy osoby z uszkodzeniem wątroby były leczone takim inhibitorem, co opóźniało śmierć komórek wątroby. Innym przykładem są pacjenci, którzy ponieśli odcięcie tlenu i krwi do mózgu. Eksperymentalne zastosowanie inhibitora kaspazy pomaga w takich przypadkach zapobiec uszkodzeniu tkanek.

Zaprogramowana śmierć komórki może być mechanizmem obronnym służącym do zabijania komórek, a nie zakażania ich mikroorganizmami. Niektóre rodzaje wirusów, takie jak ospy krowie, używają inhibitorów kaspazy, aby zapobiec apoptozie komórek docelowych. To pozwala im skutecznie zaatakować komórki.