Wat is proteïne homeostase?
Eiwithomeostase verwijst naar het vermogen van cellen in het lichaam om eiwitmoleculen op de juiste manier te produceren, te vouwen en te deactiveren, zodat het lichaam op externe uitdagingen en veranderingen in interne omstandigheden kan reageren. Gemaakt van ketens van aminozuren, vertrouwen eiwitten op de juiste vouwvolgorde om driedimensionale structuren te vormen die in staat zijn hun beoogde functies uit te voeren. Verstoringen van deze homeostase kunnen leiden tot abnormaal gevouwen eiwitten, die de manier waarop ze werken kunnen veranderen en in sommige gevallen zelfs ziektetoestanden kunnen veroorzaken.
Genen hebben een grote invloed op het behoud van eiwithomeostase. Het uiten van genen, of ze laten interageren met andere componenten van de cel om eiwitten te vormen, is een manier waarop dit wordt bereikt. Een andere is door het creëren van speciale eiwitten, vouwende enzymen genaamd, waarvan de vormen en acties helpen bij de vorming van nieuw gemaakte eiwitten in hun juiste driedimensionale structuren. Wanneer eiwitten niet langer nodig zijn voor bepaalde situaties, kunnen paden leiden tot de expressie van genen die andere enzymen creëren waardoor ze veilig kunnen worden verwijderd. De samenstellende aminozuren waaruit eiwitten bestaan, kunnen vervolgens opnieuw worden gebruikt nadat deze afbraak heeft plaatsgevonden.
Cellen moeten in staat zijn te reageren op een verscheidenheid aan nieuwe aandoeningen en eiwithomeostase speelt een belangrijke rol in dit proces. Signalen uit de omgeving kunnen de aanmaak van eiwitten veroorzaken waardoor cellen deze nieuwe situaties kunnen beheren. Deze signalen kunnen worden afgegeven vanuit de binnenkant van een enkele cel, een enkel orgaan of zelfs andere organen, afhankelijk van de omvang van de veranderingen waarop het organisme reageert.
Feedbackmechanismen helpen ook bij het handhaven van eiwithomeostase, en deze feedback kan ook betrekking hebben op meerdere organen. Enzymen en cellulaire structuren werken samen met nieuw gemaakte eiwitten om ervoor te zorgen dat ze in de juiste conformaties worden gevouwen. Informatie over dit vouwen kan worden verzonden naar de kern van de cel, of zelfs naar de hersenen, die vervolgens retourberichten over verdere acties kunnen terugsturen. Onregelmatige eiwitten kunnen bijvoorbeeld leiden tot feedbacksignalen die hun vernietiging bestelt.
Ziektetoestanden kunnen voortkomen uit storende eiwithomeostase. De ziekte van Alzheimer kan bijvoorbeeld problemen veroorzaken met feedbackmechanismen die kunnen leiden tot de overproductie van bepaalde eiwitten die niet goed zijn gevouwen. Andere aandoeningen, zoals cystische fibrose, kunnen onderliggende factoren hebben die leiden tot het onvermogen om bepaalde eiwitten te maken die nodig zijn voor een gezond functioneren. Verschillende aspecten van het verouderingsproces kunnen de geleidelijke verstoring van de feedbacknetwerken met zich meebrengen die normaal ook helpen om homeostase te handhaven.