Põhiline erinevus kaspaasi ja prokaspaasi vahel on see, et kaspaas on aktiivne proteaasi ensüüm, mis on oluline apoptoosis või programmeeritud rakusurmas, samas kui prokaspaas on inaktiivne proteaasi ensüüm, mis on kaspaasi inaktiivne eelkäija.
Proteaasid on ensüümid, mis katalüüsivad valkude peptiidsidemete lagunemist. Seda reaktsiooni nimetatakse proteolüüsiks. Proteaasid katalüüsivad suurte valkude muundamist väiksemateks peptiidideks ja üksikuteks aminohapeteks. Proteaase on mitut tüüpi, näiteks happelised, neutraalsed ja aluselised proteaasid. Neid proteaase võib saada taimedest, loomadest ja mikroorganismidest. Neid leidub ka viirustes. Proteaasid on iseseisv alt mitu korda arenenud nii, et erinevad proteaasiklassid võivad läbi viia sama reaktsiooni, kasutades täiesti erinevaid katalüütilisi mehhanisme. Kaspaas ja prokaspaas on kahte tüüpi proteaase. Kaspaasid on apoptoosis olulised, samas kui prokaspaasid on rakkudes kaspaaside inaktiivsed prekursorid.
Mis on Caspase?
Kaspaas on aktiivne proteaasi ensüüm, mis mängib olulist rolli programmeeritud rakusurmas. Seda tuntakse kaspaasina selle spetsiifilise tsüsteiiniproteaasi aktiivsuse tõttu. Selle ensüümi aktiivses kohas asuv tsüsteiin ründab nukleofiilselt sihtvalku ja lõhustab seda alles pärast asparagiinhappe jääki. Inimestel on umbes 12 kinnitatud kaspaasi, mis täidavad mitmesuguseid rakulisi funktsioone. Kaspaase on erinevat tüüpi initsiaatoritena, timukadena, põletikulistena ja muudena.
Joonis 01: Kaspaas
Selle ensüümi roll programmeeritud rakusurmas tuvastati esmakordselt 1993. aastal. Kaspaasi aktiveerimine tagab rakukomponentide kontrollitud lagunemise. Kaspaas katalüüsib rakusurma, mõjutades ümbritsevaid kudesid minimaalselt. Sellel ensüümil on programmeeritud rakusurmas ka sellised rollid nagu püroptoos ja nekroptoos. Need rakusurma vormid on olulised organismi kaitsmiseks rakuliste stressisignaalide ja patogeensete rünnakute eest. Lisaks on sellel ensüümil mõned muud tuvastatud rollid, nagu rakkude proliferatsioon, kasvaja supressioon, rakkude diferentseerumine ning aksonite juhtimine ja vananemine. Mõnede kaspaaside, näiteks kaspaas-3, üleaktiveerimine võib aga põhjustada liigset rakusurma. Seda seisundit täheldatakse mitme neurodegeneratiivse haiguse, näiteks Alzheimeri tõve puhul.
Mis on Procaspase?
Prokaspaas on inaktiivne proteaasi ensüüm. Prokaspaas on inaktiivne sümogeen, mis aktiveerub alles pärast sobivat stiimulit. Translatsioonijärgne taseme kontroll võimaldab selle ensüümi kiiret ja ranget reguleerimist. Aktiveerimisprotsess hõlmab prokaspaaside dimeriseerumist või sageli oligomerisatsiooni. Järgneb dimerisatsiooniprotsess, prokaspaas lõhustatakse väikeseks ja suureks subühikuks. Suured ja väikesed subühikud seostuvad üksteisega, moodustades aktiivse heterodimeeri kaspaasi.
Joonis 02: Prokaspaas
Aktiivne ensüüm esineb sageli heterotetrameerina bioloogilises keskkonnas, kus prokaspaasidimeer lõhustatakse kokku, moodustades heterotetrameeri. Lisaks hõlbustab dimerisatsioonietapp initsiaatorprokaspaasi ja põletikulise prokaspaasi aktiveerimist. Dimeriseerumist hõlbustab seondumine adaptervalkudega nendes prokaspaasides olevate valgu-valgu interaktsioonimotiivide kaudu. Neid motiive nimetatakse surmavoltideks. Initsiaatorprokaspaasi lõhustamine toimub autoproteolüütiliselt, initsiaatorprokaspaas aga timuka prokaspaasi.
Millised on kaspaasi ja prokaspaasi sarnasused?
- Kaspaas ja prokaspaas on kahte tüüpi proteaase.
- Mõlemad on aminohapetest koosnevad valgud.
- Neil on struktuurilt sarnasusi.
- Neid leidub inimestel ja teistel imetajatel, näiteks hiirtel.
- Mõlemad on rakuliste funktsioonide jaoks väga olulised.
Mis vahe on kaspaasil ja prokaspaasil?
Kaspaas on aktiivne proteaasi ensüüm, mis on oluline programmeeritud rakusurma jaoks, samas kui prokaspaas on kaspaasi inaktiivne eelkäija. Niisiis, see on peamine erinevus kaspaasi ja procaspaasi vahel. Veelgi enam, kaspaas on suhteliselt väiksem molekul, samas kui prokaspaas on suhteliselt suurem molekul.
Allpool olev infograafik loetleb kaspaasi ja prokaspaasi erinevused kõrvuti võrdlemiseks tabelina.
Kokkuvõte – kaspaas vs prokaspaas
Proteaasid on ensüümid, mis lagundavad valkude peptiidsidemeid. Kaspaas ja prokaspaas on kahte tüüpi proteaase. Kaspaas on aktiivne proteaasi ensüüm, prokaspaas aga inaktiivne proteaasi ensüüm. Seega on see peamine erinevus kaspaasi ja prokaspaasi vahel.
