カルパイン
カルパインの歴史は1964年、中性条件下でのカルシウム依存的タンパク質分解活性がラットの脳に発見されたことに始まる。この活性は細胞内のシステインプロテアーゼによるものであるが、リソソームに関連せず、中性のpHに至適活性があるという点で、カテプシンファミリーのプロテアーゼからは明確に区別される。カルシウム依存的な活性、細胞内の局在、限定的・特異的なタンパク質分解といった点は、カルパインが消化のためではなく調節のためのプロテアーゼであることを浮き彫りにしている。「カルパイン」という名称は、カルシウムを意味する接頭辞cal-とシステインプロテアーゼの接尾辞-painからの造語であり、配列決定によって、カルシウム依存的なシグナリングタンパク質であるカルモジュリンと、パパイアのシステインプロテアーゼであるパパインに類似したモジュールを併せ持つ酵素であることが明らかにされた。そのすぐ後に、カルパインには μ-calpain と m-calpain (もしくはcalpain I 、II)という2つの主要なアイソフォームがあることが判明した。両者の主要な差は活性化に必要なカルシウムの濃度であり、細胞内でそれぞれ μM、mM の濃度のカルシウムイオンによって活性化されることが名前の由来となっている。
今日においても、この2つのアイソフォームがカルパインファミリーの中では最もよく知られたメンバーである。構造的には、両者ともヘテロ二量体であり、共通の小(28k)サブユニット (CAPNS1/CAPN4) と、異なる大 (80k) サブユニット(カルパイン1とカルパイン2、それぞれCAPN1、CAPN2遺伝子にコードされる)から構成される。