¿Cuál es Proteostasis?

Una célula mamífera típica contiene hasta 20.000 tipos de proteína, que deben ser regulados y ser mantenidos continuamente. El homeostasis de estas proteínas, también designado “proteostasis”, es un camino complejo dentro del cual funciona para mantener todas las proteínas y alrededor de una célula.

Haber de imagen: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock

Proteostasis se asegura de que las proteínas estén producidas y dobladas apropiadamente antes de que se trafiquen para precisar situaciones. También actúa para asegurarse de que las proteínas anormales o exceso están degradadas para prevenir la acumulación de productos indeseados.

La red del proteostasis dentro de las células humanas contiene sobre 1.400 proteínas. Esta red grande del proteostasis contiene muchos tipos de proteína que cada uno satisfaga un diverso papel.

Estas proteínas incluyen señoras de compañía moleculares, co-señoras de compañía, los componentes del camino de la degradación, las enzimas de la reacción de la tensión, y los caminos numerosos de la transmisión de señales que trabajan solamente o en unísono.

Proteostasis y el proteome

El escenario inicial de regular el proteome está durante la producción de proteínas. Esto es realizada por un proceso llamado la traslación por la cual el ribosoma traduce la serie de nucleótidos dentro del mRNA a una serie de aminoácido conocida como la cadena del polipéptido. Este proceso contiene tres secciones: lanzamiento, elongación, y fin.

Una vez que esta cadena de aminoácidos es completa, experimenta el cambio conformacional para formar hélices alfa o las hojas beta dependiendo de las características individuales de los aminoácidos dentro de la cadena. Por ejemplo, los residuos hidrofóbicos se colocan dentro del centro de la estructura de la proteína mientras que los residuos hidrofílicos se colocan en el exterior. Estas estructuras de la proteína entonces experimentan el plegamiento adicional en donde estas hélices y hojas se arreglan en una conformación 3D.

Muchos mecanismos reguladores son vitales para el proteostasis. Un ejemplo es la modificación del factor de lanzamiento de la traslación, eIF2Aα. Este factor recluta generalmente Encontrado-tRNA de la subunidad del ribosoma de los años 40. Sin embargo, la fosforilación de este factor previene el proceso del reclutamiento y reduce el índice de transcripción.

Plegamiento de proteína

Otro aspecto de la red del proteostasis es el plegamiento correcto de proteínas de las señoras de compañía. Las señoras de compañía son una familia de proteínas que aten a las proteínas reveladas que previenen la agregación de las cadenas del polipéptido con regiones hidrofóbicas y que se aseguran de que la conformación correcta esté obtenida.

El genoma humano comprende de 332 señoras de compañía y co-señoras de compañía, que tienen diversas funciones. Por ejemplo, la proteína 70 de la descarga eléctrica (Hsp) del calor ata a las regiones hidrofóbicas de cadenas del polipéptido y por lo tanto evita que agregue con otras cadenas. Hsp60 aísla las proteínas reveladas y permite que obtengan sus conformaciones 3D sin interferencia de otras proteínas.

Liberan a las caperuzas también en condiciones agotadoras, tales como una subida de la temperatura o cambios en el pH por el que se inicie una reacción de descarga eléctrica de calor. Estas señoras de compañía después actúan protegiendo las proteínas contra misfolding adicional y ascienden la reparación o la degradación de proteínas dañadas.

Proteostasis durante la forma del degradationAnother de la proteína del proteostasis está con la regla durante la degradación. Esto ocurre cuando se dañan las proteínas, misfolded o cuando hay un exceso del producto de la proteína dentro o fuera de la célula. La degradación también apunta factores reguladores en respuesta a señales externas o internas.

Varios sistemas se utilizan para degradar las proteínas tales como el sistema proteasome del ubiquitin y sistema (lysosomal) vacuolar autophagic.

Cada sistema tiene un papel único. Por ejemplo, el sistema proteasome del ubiquitin se utiliza para parar las proteínas transformadas de la acumulación en altas concentraciones. Inicialmente, estas proteínas son apuntadas por las ligasas E3 que sujetan al ubiquitin que forma una cadena del polyubiquitin. El proteasome entonces reconoce la proteína indeseada que permite de cadena del polyubiquitin que se apuntará y analizada.

Proteostasis en enfermedad y terapias apuntadas

La baja del proteostasis puede dar lugar a enfermedades neurogenerative por ejemplo en enfermedad de Alzheimer, a enfermedades cardiacas y a otros desordenes metabólicos/genéticos. La baja del hemostasis del proteome también se conecta al envejecimiento.

En enfermedad de Alzheimer, la baja del proteostasis lleva a misfolding de proteínas y de la acumulación de proteínas dentro del cerebro que afecta la transmisión de señales entre las neuronas.

La comprensión aumentada de la red y de los sistemas del control de calidad de la proteína, es decir, señoras de compañía, sistemas ubiquitin-proteosomal, sistema lysosomal, y otras proteínas del proteostasis, ha pavimentado la manera para el revelado de las nuevas estrategias terapéuticas para las enfermedades conformacionales.

Estas estrategias son el uso de los reguladores del proteostasis de aumentar la capacidad de la red del proteostasis con el uso de las señoras de compañía farmacológicas que atan y rescatan específicamente las proteínas misfolded para ofrecer un efecto sinérgico. Numeroso tales pequeñas composiciones moleculares están en el revelado farmacéutico preclínico y clínico.

Fuentes:

[Lectura adicional: proteostasis]

Last Updated: Feb 26, 2019

Hannah Simmons

Written by

Hannah Simmons

Hannah is a medical and life sciences writer with a Master of Science (M.Sc.) degree from Lancaster University, UK. Before becoming a writer, Hannah's research focussed on the discovery of biomarkers for Alzheimer's and Parkinson's disease. She also worked to further elucidate the biological pathways involved in these diseases. Outside of her work, Hannah enjoys swimming, taking her dog for a walk and travelling the world.

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