Kaspáza 8

Kaspáza 8 neboli kaspázový protein (cystein aspartáza) je kódován genem CASP8. Nejčastěji působí na kaspázu 3, dále pak na kaspázu 4, 6, 7, 9 a 10, které štěpí a aktivuje. CASP8 homology byly identifikovány pro mnoho druhů savců, pro které jsou k dispozici kompletní genomová data. Tyto unikátní homology (ortology) byly nalezeny též u ptáků. ^[1]

Struktura proteinu CASP8

Funkce

Gen CASP8 kóduje zástupce z rodiny cystein aspartázy = kaspázy. Sekvenční aktivace kaspáz hraje klíčovou roli v konečné fázi programované buněčné smrti. Kaspázy se vyskytují jako neaktivní proenzymy složené z pro-domény, velké proteázové podjednotky a malé proteázové podjednotky. Aktivace kaspáz vyžaduje proteolytické štěpení v konzervované části tvořené aspartátovými (Asp, D) zbytky. Tím se vytvoří heterodimer enzymu, který se skládá z velké a malé podjednotky. Tento protein se podílí na programované buněčné smrti, spuštěné přes molekulu Fas a různé apoptotické podněty. N-terminální efektorová doména tohoto proteinu, tzv. FADD-like, značí, že může reagovat s Fas-interagujícím proteinem FADD. Tento protein byl detekován v mozku pacientů postižených Huntingtonovou chorobou, ale nikoliv u zdravých kontrolních pacientů, což dokazuje roli v neurodegenerativních onemocněních. Je popsáno mnoho transkriptů po alternativním sestřihu a každý kóduje jinou isoformu, ačkoli ne všechny varianty mají určenou plnou délku.^[2][2]

Klinická role^[3] 

Mutacemi v tomto genu může být také způsobena velmi vzácná genetická porucha imunitního systému. Tato nemoc se nazývá CEDS (z anglického Caspase Eight Deficiency State). Studie prokazují podobnosti s jinou poruchou, syndromem ALPS, tedy Autoimunitním lymfoproliferativním syndromem (další genetická porucha apoptózy) a některé z nich také vykazují diagnostické vlastnosti CVID, běžné variabilní imunodeficience. Zajímavostí je, že CEDS je u člověka slučitelný se životem, kdežto u myší s vyřazeným genem pro kaspázu 8 nastala smrt již v embryonálním stádiu.^[4]

Příznaky typické pro CEDS jsou splenomegalie a lymfadenopatie, dále také plicní infekce a mukokutánní herpesvirus (společné pro CVID pacienty), bradavice, moluska a hypogamaglobulinémie. Často se objevuje také infiltrát lymfocytů v parenchymálních orgánech a pacienti trpí zvětšením sekundárních lymfatických orgánů a in vitro poruchou apoptózy lymfocytů.

Deficit kaspázy 8 znamená sice poruchu v apoptóze, jelikož kaspáza 8 je za tuto dráhu zodpovědná, bylo však zjištěno, že není pouze proapoptotickou proteázou. Kaspáza 8 hraje také velkou roli v aktivaci lymfocytů přes T a B buněčné receptory, Fc receptory NK buněk a TLR4. Toto bylo potvrzeno zjištěním, že inhibitory kaspázy 8 in vitro zabránily aktivaci T lymfocytů. Deficit kaspázy 8 tedy znamená závažnou imunodeficientní poruchu lymfocytů. Bylo nalezeno, že z biochemického hlediska kaspáza 8 vniká do inhibičního komplexu pro NFκB kinázu pomocí Bcl10-MALT1 adaptorového komplexu, což je klíčem k translokaci NFκB transkripčního faktoru do jádra. Kaspáza 8 má následně dvě různé dráhy signalizace. Pro dráhu aktivující apoptózu je zymogen pro kaspázu 8 štěpen na podjednotky, které tvoří heterotetramer pro plně funkční kaspázu. Dráha pro buněčnou aktivaci se liší v osudu zymogenu. Ten zůstává neštěpený, čímž je omezena jeho proteolytická funkce a posílena funkce jako adaptorového proteinu.^[5] [6]

Reference

1. CASP8 - Caspase-8 precursor - Homo sapiens (Human) - CASP8 gene & protein. www.uniprot.org [online]. [cit. 2017-02-28]. Dostupné online. (anglicky) 
2. CASP8 caspase 8 [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI. www.ncbi.nlm.nih.gov [online]. [cit. 2017-02-28]. Dostupné online. 
3. Chun HJ, Zheng LX, Ahmad M, Wang J, Speirs CK, et al. 2002. Pleiotropic defects in lymphocyte activation caused by caspase-8 mutations lead to human immunodeficiency. Nature 419:395–99
4. Varfolomeev EE, Schuchmann M, Luria V, Chiannilkulchai N, Beckmann JS, et al. 1998. Targeted disruption of the mouse caspase 8 gene ablates cell death induction by the TNF receptors, Fas/Apo1, and DR3 and is lethal prenatally. Immunity 9:267–76
5. Su H, Bidère N, Zheng LX, Cubre A, Sakai K, et al. 2005. Requirement for caspase-8 in NF-κB activation by antigen receptor. Science 307:1465–68
6. Kennedy NJ, Kataoka T, Tschopp J, Budd RC. 1999. Caspase activation is required for T cell proliferation. J. Exp. Med. 190:1891–96

Portály: Biologie