Proteinkaskad

Proteinkaskad är en term inom cellbiologi som beskriver en sekventiell aktivering av proteiner där ett initierat signalprotein sätter igång en kedja av efterföljande aktiva proteiner. Varje steg i kaskaden ökar ofta signalens styrka och hastighet, vilket gör att cellen kan svara snabbt och meningsfullt på en stimulans. Vanliga mekanismer inkluderar fosforylering av proteiner via proteinkinaser och efterföljande aktivering av nästa proteinkinas i kedjan, eller proteolytisk aktivering i caspascaden vid programmerad celldöd. Kaskader kan också använda proteinnoder eller scaffoldproteiner som samlar relevanta komponenter och därigenom förbättrar effektivitet och specificitet.

Kännetecken för proteinkaskader är amplifiering, där små signaler ger stora utfall, samt modularitet och tydlig tidsstyrning av svaret. De är ofta reglerade av positiva och negativa återkopplingsslingor, vilket möjliggör hårfina dynamiska mönster som korta eller långvariga svar. Kors-talk mellan olika kaskader och rumslig segregation inom cellen bidrar till specificitet i svaret.

Vanliga exempel inkluderar MAPK/ERK-kaskaden som förmedlar tillväxt- och differentieringssvar, och caspascaden som koordinerar programmerad celldöd. Proteinkaskader spelar också roller inom immunsystemet, utveckling och cellmembranernas signalering. Dysreglering av kaskader kan bidra till sjukdomar som cancer, neurodegenerativa tillstånd och autoimmuna sjukdomar. Studier av proteinkaskader använder metoder som kinaskin- och fosforyleringsanalys, live-cell imaging och computational modellering.