Πώς τα νευρικά κύτταρα ελέγχουν λανθασμένες πρωτεΐνες
1. Μοριακά συνοδούς :Οι νευρώνες εκφράζουν διάφορους μοριακούς συνοδούς που βοηθούν στην αναδίπλωση, τη συναρμολόγηση και τη σταθεροποίηση των νεοεμφανιζόμενων πρωτεϊνών. Αυτές οι συνοδικές, όπως πρωτεΐνες θερμικού σοκ (HSPs) και ισομεράσεις δισουλφιδίου πρωτεΐνης (PDIs), βοηθούν στην πρόληψη της λανθασμένης αναδίπλωσης και της συσσωμάτωσης των πρωτεϊνών.
2. Αποικοδόμηση πρωτεΐνης που σχετίζεται με ER (ERAD) :Το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) είναι η κύρια θέση της πρωτεϊνικής σύνθεσης και της αναδίπλωσης σε νευρώνες. Το ERAD είναι μια οδός ελέγχου ποιότητας που προσδιορίζει και αφαιρεί λανθασμένες πρωτεΐνες από το ER. Οι λανθασμένες πρωτεΐνες μεταφέρονται από το ER στο κυτταρόπλασμα, ουβικιτίνης και στη συνέχεια υποβαθμίζονται από το πρωτεάσωμα.
3. autophagy :Η αυτοφαγία είναι μια κυτταρική διαδικασία που περιλαμβάνει την αποικοδόμηση και την ανακύκλωση κυτταρικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένων των λανθασμένων πρωτεϊνών. Οι νευρώνες χρησιμοποιούν την αυτοφαγία για την εξάλειψη των μακροχρόνιων πρωτεϊνών και των κατεστραμμένων οργανιδίων. Δύο κύριες μορφές αυτοφαγίας είναι η μακροαυτοφαγία και η αυτοφαγία με τη μεσολάβηση του συνοδού (CMA). Σε μακροαυτοφαγία, οι λανθασμένες πρωτεΐνες απομονωμένες σε κυστίδια διπλής μεμβράνης που ονομάζονται αυτοφαγοσώματα, τα οποία στη συνέχεια συγχωνεύονται με λυσοσώματα για αποικοδόμηση. Το CMA στοχεύει ειδικά τις διαλυτές λανθασμένες πρωτεΐνες για αποικοδόμηση από συνοδούς και λυσοσώματα.
4. :Το σύστημα ουβικιτίνης-πρωτεασώματος είναι μια κυτταρική οδός υπεύθυνη για την υποβάθμιση των λανθασμένων και κατεστραμμένων πρωτεϊνών. Στους νευρώνες, οι λανθασμένες πρωτεΐνες έχουν επισημανθεί με ουβικιτίνη, έναν μικρό τροποποιητή πρωτεΐνης, από συγκεκριμένα ένζυμα που ονομάζονται ε3 -ουβικιτίνες λιγάσες Ε3. Στη συνέχεια αναγνωρίζονται και υποβαθμίζονται από το πρωτεάσωμα ένα πρωτεϊνικό σύμπλοκο που διασπά τις πρωτεΐνες σε μικρά πεπτίδια.
5. Δίκτυα ομοιόστασης πρωτεΐνης :Οι νευρώνες έχουν ολοκληρωμένα δίκτυα που συντονίζουν τις οδούς αναδίπλωσης πρωτεϊνών, ποιοτικού ελέγχου και αποικοδόμησης. Αυτά τα δίκτυα περιλαμβάνουν διάφορους παράγοντες μεταγραφής που ανταποκρίνονται στο στρες, όπως ο συντελεστής θερμικής σοκ 1 (HSF1) και οι οδοί σηματοδότησης που ρυθμίζουν την έκφραση των συνοδών, των συστατικών ERAD και των πρωτεϊνών που σχετίζονται με την αυτοφαγία.
6. Απαντήσεις νευρωνικού στρες :Οι νευρώνες μπορούν να ενεργοποιήσουν συγκεκριμένες αντιδράσεις στρες για να αντιμετωπίσουν τη συσσώρευση πρωτεϊνών. Αυτές οι αποκρίσεις περιλαμβάνουν την απόκριση πρωτεΐνης (UPR) και την ολοκληρωμένη απόκριση στρες (ISR), οι οποίες στοχεύουν στην αποκατάσταση της ομοιόστασης της πρωτεΐνης, τη μείωση της λανθασμένης αναδίπλωσης και την πρόληψη του κυτταρικού θανάτου.
Η δυσλειτουργία αυτών των μηχανισμών ελέγχου της ποιότητας των πρωτεϊνών μπορεί να οδηγήσει στη συσσώρευση λανθασμένων πρωτεϊνών και να συμβάλει στην ανάπτυξη νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως οι ασθένειες του Alzheimer και του Parkinson. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα νευρικά κύτταρα ελέγχουν τις λανθασμένες πρωτεΐνες παρέχουν πληροφορίες για θεραπευτικές στρατηγικές που αποσκοπούν στην πρόληψη ή την αντιστροφή της λανθασμένης αναδίπλωσης και του νευροεκφυλισμού.
