Hvad er proteinhomeostase?
Proteinhomeostase henviser til cellens evne til at fremstille, folde og deaktivere proteinmolekyler korrekt, så kroppen kan reagere på eksterne udfordringer og ændringer i interne forhold. Konstrueret af kæder af aminosyrer er proteiner afhængige af den rigtige foldesekvens for at danne tredimensionelle strukturer, der er i stand til at udføre deres tilsigtede funktioner. Forstyrrelser i denne homeostase kan føre til proteiner, der er unormalt foldet, hvilket kan ændre den måde, de fungerer på, og i nogle tilfælde endda inducere sygdomstilstande.
Gener har en stor indflydelse på opretholdelsen af proteinhomeostase. At udtrykke gener eller lade dem interagere med andre komponenter i cellen for at danne proteiner er en måde, dette opnås. Et andet er gennem skabelsen af specielle proteiner, kaldet foldningsenzymer, hvis former og handlinger hjælper med at guide dannelsen af nydannede proteiner i deres rette tredimensionelle strukturer. Når proteiner ikke længere er nødvendige i bestemte situationer, kan veje føre til ekspression af gener, der skaber andre enzymer, der tillader dem at bortskaffes sikkert. De komponentaminosyrer, der udgør proteiner, kan derefter genanvendes, efter at denne nedbrydning finder sted.
Celler skal kunne reagere på en række nye forhold, og proteinhomeostase spiller en vigtig rolle i denne proces. Signaler fra miljøet kan inducere dannelse af proteiner, der giver celler mulighed for at styre disse nye situationer. Disse signaler kan udsendes fra indersiden af en enkelt celle, et enkelt organ eller endda andre organer, afhængigt af omfanget af de ændringer, som organismen reagerer på.
Feedback-mekanismer hjælper også med at opretholde proteinhomeostase, og denne feedback kan også involvere flere organer. Enzymer og cellulære strukturer interagerer med nyligt fremstillede proteiner for at sikre, at de foldes i deres korrekte konformationer. Oplysninger om denne foldning kan sendes til cellekernen eller endda til hjernen, som derefter kan sende returmeddelelser om yderligere handlinger, der skal udføres. Uregelmæssige proteiner, for eksempel, kan føre til feedbacksignaler, der beordrer deres ødelæggelse.
Sygdomstilstande kan opstå som følge af forstyrrende proteinhomeostase. Alzheimers sygdom kan for eksempel involvere problemer med feedback-mekanismer, der kan føre til overproduktion af visse proteiner, der er ukorrekt foldet. Andre tilstande, såsom cystisk fibrose, kan have underliggende faktorer, der fører til en manglende evne til at skabe visse proteiner, der er nødvendige for sund funktion. Forskellige aspekter af aldringsprocessen kan omfatte en gradvis forstyrrelse af feedback-netværkene, der også normalt hjælper med at opretholde homeostase.