盡管凋亡過程的詳細機制尚不完全清楚,但是已經確定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡過程中是起著必不可少的作用,細胞凋亡的過程實際上是Caspase不可逆有限水解底物的級聯放大反應過程,到目前為止,至少已有14種Caspase被發現,Caspase分子間的同源性很高,結構相似,都是半胱氨酸家族蛋白酶,根據功能可把Caspase基本分為二類:一類參與細胞的加工,如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ,形成有活性的IL-1β和IL-1δ;第二類參與細胞凋亡,包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征:
1)C端同源區存在半胱氨酸激活位點,此激活位點結構域為QACR/QG。
2)通常以酶原的形式存在,相對分子質量29000-49000(29-49KD),在受到激活后其內部保守的天冬氨酸殘基經水解形成大(P20)小(P10)兩個亞單位,并進而形成兩兩組成的有活性的四聚體,其中,每個P20/P10異二聚體可來源于同一前體分子也可來源于兩個不同的前體分子。
3)末端具有一個小的或大的原結構域。
參與誘導凋亡的Caspase分成兩大類:啟動酶(inititaor)和效應酶(effector)它們分別在死亡信號轉導的上游和下游發揮作用。