Aktivitas caspase disebabkan oleh sekelompok enzim yang sangat kompleks yang mengatur kematian sel terprogram, atau apoptosis, pada organisme multiseluler. Enzim yang terlibat dalam aktivitas ini adalah subtipe dari kelas protease—enzim yang mendegradasi protein lain. Ada beberapa jenis caspases yang memiliki fungsi berbeda dalam menyebabkan apoptosis. Perubahan dalam regulasi apoptosis dapat menyebabkan kanker atau penyakit autoimun, jadi ada banyak minat untuk lebih memahami biokimia dan genetika aktivasi caspase dalam sel manusia menggunakan organisme yang lebih sederhana.
Untuk menjaga sel dari penghancuran diri, caspases disimpan dalam keadaan tidak aktif. Enzim tidak aktif tersebut dikenal sebagai zymogens. Setelah proses kematian apoptosis telah dimulai, kaspase diaktifkan dengan memotong sebagian strukturnya. Tidak seperti banyak faktor seluler penting, enzim ini disimpan di dalam sel yang sudah dibuat, tetapi dalam keadaan laten, siap untuk diaktifkan segera setelah dibutuhkan.
Ada dua kelas utama aktivitas caspase yang mengaktifkan apoptosis. Yang pertama adalah inisiator caspases, yang diatur oleh inhibitor. Enzim-enzim ini diaktifkan segera setelah proses kematian sel terprogram diinduksi. Kaspase inisiator aktif membelah kaspase efektor yang tidak aktif, yang kemudian mengaktifkan apoptosis.
Salah satu proses kunci dari apoptosis adalah pemecahan DNA kromosom menjadi unit-unit individualnya. Kaspase efektor menghambat enzim yang memperbaiki DNA yang rusak. Mereka juga memecah protein, seperti lamin, yang menjaga inti tetap bersama sebagai satu unit. Selain itu, aktivitas caspase efektor dapat menyebabkan DNA inti terfragmentasi.
Dengan perubahan dramatis yang terjadi, sel mati, yang tidak selalu buruk bagi organisme. Adalah normal bagi seseorang untuk memiliki puluhan miliar sel sehari mati, dan yang baru terbentuk. Masalahnya adalah ketika regulasi apoptosis menjadi serba salah. Dengan terlalu sedikit apoptosis yang terjadi, sel-sel di jaringan itu dapat menyebar dan membentuk tumor. Jika ada terlalu banyak apoptosis, atrofi dapat terjadi.
Studi definitif tentang efek enzim bergantung pada sejumlah faktor, termasuk studi tentang mutan yang tidak memiliki aktivitas. Sulit dan tidak etis untuk melakukan penelitian semacam itu pada manusia. Seringkali, pekerjaan dengan apoptosis dilakukan dengan nematoda atau lalat buah.
Untuk meminimalkan kebingungan, caspases diberi nomor, dimulai dengan caspase 1 dan melalui 12. Mengingat kompleksitas kelompok enzim ini, tidak mengherankan jika lebih banyak enzim dengan jenis aktivitas ini ditemukan. Selain perannya dalam kematian sel terprogram, enzim ini juga terlibat dalam peradangan, cedera sel, dan dalam perkembangan.
Caspases termasuk dalam kelas protease tertentu, yang dikenal sebagai protease sistein. Protease diklasifikasikan baik oleh substrat yang mereka gunakan atau oleh sifat situs aktif mereka. Protease sistein didefinisikan oleh pengelompokan yang terakhir dan semua memiliki asam amino sistein di situs aktifnya.
Ada sejumlah besar kit komersial yang tersedia untuk mendeteksi aktivitas caspase. Mereka didasarkan pada pengukuran aktivitas protease saat zymogen diproses menjadi enzim aktif. Deteksi aktivitas caspase juga dapat melibatkan fungsi, seperti inisiasi atau eksekusi apoptosis.