Kaspasaktivitet beror på en grupp mycket komplexa enzymer som reglerar programmerad celldöd, eller apoptos, i flercelliga organismer. Enzymerna som är involverade i denna aktivitet är en undertyp av en klass av proteaser – enzymer som bryter ned andra proteiner. Det finns flera typer av kaspaser som har olika funktioner för att orsaka apoptos. Förändringar i regleringen av apoptos kan leda till cancer eller autoimmun sjukdom, så det finns ett stort intresse för att bättre förstå biokemin och genetiken för kaspasaktivering i mänskliga celler med hjälp av enklare organismer.
För att förhindra att cellerna självförstörs hålls kaspaser i ett inaktivt tillstånd. Sådana inaktiva enzymer är kända som zymogener. När processen med apoptotisk död väl har initierats, aktiveras kaspaserna genom att en del av deras struktur klyvs. Till skillnad från många viktiga cellulära faktorer hålls dessa enzymer i den redan tillverkade cellen, men i ett latent tillstånd, redo att aktiveras så snart de behövs.
Det finns två huvudklasser av kaspasaktivitet som aktiverar apoptos. De första är initiatorkaspaser, som regleras av inhibitorer. Dessa enzymer aktiveras så snart processen med programmerad celldöd induceras. De aktiva initiatorkaspaserna klyver de inaktiva effektorkaspaserna, som sedan aktiverar apoptos.
En av nyckelprocesserna för apoptos är nedbrytningen av kromosomalt DNA till dess individuella enheter. Effektorkaspaserna hämmar enzymerna som reparerar skadat DNA. De bryter också proteiner, såsom lamin, som håller ihop kärnan som en enhet. Dessutom kan effektorkaspasaktivitet orsaka att kärn-DNA:t fragmenteras.
Med sådana dramatiska förändringar som sker dör cellen, vilket inte nödvändigtvis är dåligt för organismen. Det är normalt att en person dör tiotals miljarder celler om dagen och nya bildas. Problemet är när regleringen av apoptos går snett. Med för lite apoptos kan celler i den vävnaden spridas och bilda en tumör. Om det finns för mycket apoptos kan atrofi ske.
Definitiva studier av effekterna av enzymer förlitar sig på ett antal faktorer, inklusive studiet av mutanter som saknar aktiviteten. Det är svårt och oetiskt att genomföra sådana studier på människor. Ofta utförs arbete med apoptos med nematoder eller fruktflugor.
För att hålla förvirringen till ett minimum numreras kaspaserna, börjar med kaspas 1 och går till 12. Med tanke på komplexiteten hos denna grupp av enzymer skulle det inte vara förvånande om fler enzymer med denna typ av aktivitet upptäcktes. Förutom deras roll i programmerad celldöd, är dessa enzymer också involverade i inflammation, cellskador och i utveckling.
Kaspaser tillhör en speciell klass av proteaser, kända som cysteinproteaser. Proteaser klassificeras antingen genom de substrat de använder eller genom naturen av deras aktiva plats. Cysteinproteaser definieras av den senare gruppen och alla har aminosyran cystein på sitt aktiva ställe.
Det finns ett stort antal kommersiella kit tillgängliga för att detektera kaspasaktivitet. De är baserade på att mäta proteasaktiviteten när zymogenet bearbetas till ett aktivt enzym. Detektion av kaspasaktivitet kan också involvera funktion, såsom initiering eller utförande av apoptos.