Apopain – proteáza zahajující apoptózu v savčích buňkách

V posledních třech letech byla charakterizována řada proteinů (viz např. Vesmír 73, 550, 1994/10), které zasahují do složité regulace programované buněčné smrti (apoptózy). Teprve v červenci 1995 však byl identifikován enzym pojmenovaný jako apopain, jehož specifickou činností je zahájení procesu apoptózy v savčích buňkách. Apopain v buňce vzniká z proenzymu CPP32 a ihned po své aktivaci tento enzym proteolyticky štěpí poly-(ADP-ribóza) polymerázu (PARP).

PARP je pro život buňky velice potřebným enzymem. Účastní se reparace jaderné DNA a stará se tak o integritu genomu. Kromě toho poly-ADP-ribosylace zprostředkovaná PARP polymerázou snižuje v normální buňce aktivitu Ca²⁺/Mg²⁺ závislé endonukleázy. Rozštěpením a tím i inaktivací PARP prostřednictvím apopainu na samém začátku apoptózy vzroste nadměrně aktivita endogenní nukleázy, která fragmentuje jadernou DNA. Navíc rozštěpená PARP není schopna zahájit opravu poškozené DNA. Takto je během poměrně krátké doby (30 – 180 minut) celý genetický program buňky rozštěpen na úseky o velikosti asi 180 bp.

Ačkoli tvorba apopainu v buňce je regulována dalšími proteiny, teprve jeho aktivace vede k zahájení fragmentace jaderné DNA a tím k smrti buňky. Apopain tedy představuje savčí analog produktu genu ced-3, jenž působí apoptózu v buňkách hlístice Caenorhabditis elegans (tř. Nematoda). Identifikací tohoto klíčového proteinu při regulaci programované buněčné smrti v lidských buňkách vzniká možnost terapeutické kontroly apoptózy, např. u nádorových, neurodegenerativních a autoimunitních onemocnění, neboť v etiopatogenezi těchto chorob se často uplatňuje porucha regulace apoptózy. (Nature 376, 37, 1995)