Co je proteinová homeostáza?
Proteinová homeostáza označuje schopnost buněk v těle správně vyrábět, skládat a deaktivovat molekulu proteinu, takže tělo může reagovat na vnější výzvy a změny vnitřních podmínek. Proteiny, konstruované z řetězců aminokyselin, spoléhají na správnou skládací sekvenci a vytvářejí trojrozměrné struktury schopné vykonávat zamýšlené funkce. Poruchy této homeostázy mohou vést k abnormálně složeným proteinům, které mohou změnit způsob jejich fungování a v některých případech dokonce vyvolat chorobné stavy.
Geny mají hlavní vliv na udržování proteinové homeostázy. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je exprese genů nebo umožnění jejich interakce s jinými složkami buňky za vzniku proteinů. Dalším je vytvoření speciálních proteinů, které se nazývají skládací enzymy, jejichž tvary a akce pomáhají vést tvorbu nově vytvořených proteinů do jejich správných trojrozměrných struktur. Pokud proteiny již nejsou pro konkrétní situace potřeba, mohou cesty vést k expresi genů, které vytvářejí další enzymy, které jim umožňují bezpečnou likvidaci. Složky aminokyselin, které tvoří proteiny, mohou být poté znovu použity po této degradaci.
Buňky musí být schopny reagovat na řadu nových podmínek a proteinová homeostáza hraje v tomto procesu důležitou roli. Signály z prostředí mohou vyvolat tvorbu proteinů, které umožňují buňkám zvládnout tyto nové situace. Tyto signály mohou být vydávány zevnitř jedné buňky, jednoho orgánu nebo dokonce jiných orgánů, v závislosti na rozsahu změn, na které organismus reaguje.
Mechanismy zpětné vazby také pomáhají udržovat homeostázu proteinů a tato zpětná vazba může zahrnovat i více orgánů. Enzymy a buněčné struktury interagují s nově vyrobenými proteiny, aby zajistily, že jsou složeny do svých správných konformací. Informace o tomto skládání mohou být zaslány do jádra buňky nebo dokonce do mozku, které pak mohou posílat zpětné zprávy o dalších akcích, které je třeba podniknout. Nepravidelné proteiny mohou například vést ke zpětnovazebním signálům nařizujícím jejich zničení.
Stavy onemocnění mohou vznikat z rušivé homeostázy proteinu. Alzheimerova choroba může například zahrnovat problémy s mechanismy zpětné vazby, které mohou vést k nadprodukci určitých proteinů, které jsou nesprávně složeny. Jiné stavy, jako je cystická fibróza, mohou mít základní faktory, které vedou k neschopnosti vytvořit určité proteiny nezbytné pro zdravé fungování. Různé aspekty procesu stárnutí mohou zahrnovat postupné narušení sítí zpětné vazby, které normálně také pomáhají udržovat homeostázi.