Caspase 3是什么

Caspase 3（半胱天冬酶-3）是细胞凋亡（程序性死亡）过程中的核心执行者蛋白酶，属于半胱氨酸依赖性天冬氨酸特异性蛋白酶家族。它在多种生理和病理过程中扮演“分子剪刀”的角色，通过切割关键细胞蛋白来不可逆地推动细胞死亡。以下是其核心特性的系统解析：

 一、结构与激活机制

1. 酶原形式：  

   - 合成时为无活性的酶原（pro-caspase-3，分子量32-35 kDa）。  

2. 激活途径：  

   - 外源性（死亡受体）途径：  

     - Caspase 8/10 → 切割pro-caspase 3 → 释放活性片段。  

   - 内源性（线粒体）途径：  

     - Caspase 9（在凋亡小体中被激活）→ 切割pro-caspase 3。  

3. 活性形式：  

   - 被切割后形成异源二聚体（p17 + p12亚基），具有蛋白酶活性。  

 二、关键功能：凋亡执行的“刽子手”

Caspase 3通过切割400+种细胞底物导致细胞不可逆死亡，主要作用包括：  

靶蛋白类型	代表性底物	凋亡效应
DNA修复酶	PARP-1, DNA-PKcs	破坏DNA修复能力 → 基因组碎片化
细胞骨架蛋白	Actin, Keratin 18	细胞形态崩解（膜起泡、收缩）
核结构蛋白	Lamin A/C, NuMA	核膜破裂 → 染色质凝聚
凋亡抑制蛋白	ICAD（切割后释放CAD）	释放DNA酶（CAD）→ DNA片段化（梯形条带）
信号通路蛋白	PKCδ, Akt	阻断生存信号

                   

 三、生物学意义

1. 发育调控：  

   - 塑造器官（如指间蹼的消失）、神经系统修剪冗余神经元。  

2. 维持稳态：  

   - 清除受损、衰老或癌前病变细胞。  

3. 疾病关联：  

   - 活性不足：癌症（如白血病）、自身免疫病（自身反应性细胞累积）。  

   - 过度激活：神经退行性疾病（阿尔茨海默病中神经元凋亡）、缺血再灌注损伤。  

 四、检测方法（实验室应用）

1. 活性检测：  

   - 荧光底物（如DEVD-AFC）：切割后释放荧光信号（金标准）。  

   - 比色法（DEVD-pNA）：释放黄色pNA，405nm检测。  

2. 蛋白水平：  

   - Western Blot：检测pro-caspase 3（32kDa）及切割片段（p17/p12）。  

3. 免疫组化/荧光：  

   - 定位组织中的活化Caspase 3（标记凋亡细胞）。  

4. 流式细胞术：  

   - 使用荧光标记的Caspase 3抑制剂（如FAM-DEVD-FMK）标记活细胞。  

 五、与其他Caspase的关联

类别	代表成员	与Caspase 3的关系
启动者	Caspase 8, 9	激活pro-caspase 3
执行者	Caspase 3, 6, 7	共同切割底物（Caspase 3活性最强）
炎症相关	Caspase 1, 4, 5	不参与凋亡，负责炎症小体激活

> 注：Caspase 3与Caspase 7功能高度重叠，但Caspase 3缺失的小鼠胚胎致死，表明其不可替代性。

 六、研究价值与药物靶点

1. 癌症治疗：  

   - 促凋亡药物（如TRAIL）通过激活Caspase 3杀死肿瘤细胞。  

   - 耐药机制常涉及Caspase 3抑制（如XIAP过表达）。  

2. 神经保护：  

   - 开发Caspase 3抑制剂（如Z-DEVD-FMK）减轻脑损伤。  

3. 干细胞与再生医学：  

   - 调控Caspase 3活性可优化干细胞移植存活率。  

 关键总结

- 身份：凋亡核心执行蛋白酶，不可逆切割细胞关键蛋白。  

- 激活：由Caspase 8/9切割激活 → 形成p17/p12活性复合物。  

- 标志：其活化是细胞进入不可逆凋亡的“关键节点”。  

- 应用：疾病机制研究、药物疗效评价（如抗癌药）、治疗靶点。  

- 检测：活性检测（荧光/比色法）比单纯蛋白表达更反映功能状态。  

理解Caspase 3是解析细胞生死决策的枢纽，也是连接基础研究与临床转化的重要分子。

 七、相关产品

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英文名称：Caspase 3/7 Activity Assay Kit(Colorimetric Method)