Hvordan celleprocesser runder op og dumper beskadigede proteiner

Celler har flere mekanismer til at identificere, afrunde og dumpe beskadigede proteiner. Processen med at identificere og fjerne beskadigede proteiner er afgørende for at opretholde cellulær homeostase, forhindre akkumulering af skadelige proteinaggregater og sikre, at cellen fungerer korrekt. Her er de vigtigste trin og processer involveret i dette cellulære affaldshåndteringssystem:

1. Proteinkvalitetskontrol :

Celler har kvalitetskontrolmekanismer til at overvåge proteiners sundhed og funktionalitet. Beskadigede proteiner kan genkendes af molekylære chaperoner, såsom varmechokproteiner, som binder til udsatte hydrofobe områder af forkert foldede eller beskadigede polypeptider.

2. Ubiquitination :

Identificerede beskadigede proteiner er mærket til nedbrydning ved ubiquitineringsprocessen. Ubiquitin, et lille protein, er kovalent knyttet til det beskadigede protein af ubiquitin-ligase-enzymer. Denne tagging-proces skaber et signal til proteasomal genkendelse.

3. Proteasomal nedbrydning :

26S-proteasomet er et stort proteinkompleks, der fungerer som det primære proteinnedbrydningsmaskineri i celler. Ubiquitinerede proteiner transporteres til proteasomet, hvor de udfoldes og spaltes til små peptidfragmenter.

4. Autofagi :

Ud over den proteasomale vej, bruger celler også autofagi til at fjerne beskadigede proteiner. Autofagi er en cellulær selvfordøjelsesproces, der involverer dannelsen af ​​dobbeltmembran-vesikler kaldet autofagosomer. Beskadigede proteiner og hele organeller kan blive opslugt af autofagosomer.

5. Lysosomal nedbrydning :

Autofagosomer, der indeholder beskadigede proteiner, smelter til sidst sammen med lysosomer og danner autolysosomer. Lysosomer er sure organeller, der indeholder hydrolytiske enzymer, der er i stand til at nedbryde proteiner til deres aminosyrer.

6. Protein genfoldning og reparation :

Celler forsøger nogle gange at reparere beskadigede proteiner før nedbrydning. Molekylære chaperoner kan hjælpe med at folde fejlfoldede proteiner igen, og specifikke enzymer kan rette visse typer proteinskader. Hvis disse reparationsmekanismer svigter, er de beskadigede proteiner typisk målrettet mod nedbrydning.

Disse cellulære affaldshåndteringsprocesser sikrer fjernelse af beskadigede proteiner og opretholdelse af cellulær integritet. Celler kan dynamisk regulere disse systemer baseret på omfanget af proteinskade og cellulær stress, hvilket giver dem mulighed for at tilpasse sig og overleve i udfordrende miljøer.