Hva er proteinhomeostase?

Proteinhomeostase refererer til cellens evne til å produsere, brette og deaktivere proteinmolekyler på riktig måte, slik at kroppen kan svare på ytre utfordringer og endringer i indre forhold. Konstruert av kjeder av aminosyrer, er proteiner avhengige av riktig foldesekvens for å danne tredimensjonale strukturer som er i stand til å utføre sine tiltenkte funksjoner. Forstyrrelser i denne homeostasen kan føre til proteiner som er unormalt brettet, noe som kan endre måten de fungerer på, og i noen tilfeller til og med indusere sykdomstilstander.

Gener har stor innflytelse på opprettholdelse av proteinhomeostase. Å uttrykke gener, eller la dem samhandle med andre komponenter i cellen for å danne proteiner, er en måte å oppnå dette på. En annen er gjennom opprettelsen av spesielle proteiner, kalt sammenleggbare enzymer, hvis former og handlinger er med på å lede dannelsen av nylaget proteiner i deres riktige tredimensjonale strukturer. Når proteiner ikke lenger er nødvendig i spesielle situasjoner, kan trasé føre til uttrykk av gener som skaper andre enzymer som gjør at de kan kastes trygt. Komponenten aminosyrer som utgjør proteiner kan deretter brukes på nytt etter at denne nedbrytningen har funnet sted.

Celler må kunne reagere på en rekke nye forhold, og proteinhomeostase spiller en viktig rolle i denne prosessen. Signaler fra omgivelsene kan indusere dannelse av proteiner som gjør det mulig for celler å håndtere disse nye situasjonene. Disse signalene kan gis fra innsiden av en enkelt celle, et enkelt organ eller til og med andre organer, avhengig av omfanget av endringene som organismen reagerer på.

Tilbakemeldingsmekanismer hjelper også til å opprettholde proteinhomeostase, og denne tilbakemeldingen kan også involvere flere organer. Enzymer og cellulære strukturer samhandler med nylaget proteiner for å sikre at de blir brettet til riktig konformasjon. Informasjon om denne sammenleggingen kan sendes til kjernen i cellen, eller til og med til hjernen, som deretter kan sende tilbake meldinger om ytterligere tiltak å gjøre. Uregelmessige proteiner, for eksempel, kan føre til tilbakemeldingssignaler som beordrer ødeleggelse av dem.

Sykdomstilstander kan oppstå fra forstyrrende proteinhomeostase. Alzheimers sykdom kan for eksempel innebære problemer med tilbakemeldingsmekanismer som kan føre til overproduksjon av visse proteiner som er feil brettet. Andre forhold, for eksempel cystisk fibrose, kan ha underliggende faktorer som fører til en manglende evne til å skape visse proteiner som er nødvendige for sunn funksjon. Ulike sider ved aldringsprosessen kan innebære en gradvis forstyrrelse av tilbakemeldingsnettverk som også hjelper til med å opprettholde homeostase.