Proteinschutz

Proteinschutz is a term used in cell biology to describe the cellular mechanisms that safeguard the structure, folding and function of proteins, thereby maintaining proteostasis. It encompasses strategies that prevent protein misfolding and aggregation as well as the recognition, refolding or removal of damaged proteins.

Wesentliche Bestandteile des Proteinschutzes sind molekulare Chaperone wie Hsp70 und Hsp90, Chaperonine-Komplexe und der koordinierte Hitzeschutzreaktion, die Endoplasmatische Retikulum-Querreaktion sowie der Ubiquitin-Proteasom-System und Autophagie. Diese Netzwerke arbeiten zusammen, um proteineigenes Folding zu unterstützen, falsch gefaltete Proteine zu erkennen und abzubauen sowie größere Proteinaggregate zu beseitigen. Zusätzlich tragen antioxidative Abwehrmechanismen, Lipid- und Redox-Umfelder sowie Posttranslationalen Modifikationen zur Stabilisierung und Funktion von Proteinen bei.

Unter Stress, etwa durch Hitze, oxidativen Stress, Hypoxie oder Entgiftung, wird der Proteinschutz verstärkt aktiviert. Die Aufrechterhaltung der Proteinschutzmechanismen ist entscheidend für Zellleben, Entwicklung und Alterungsprozesse. Umgekehrt ist eine Dysfunktion des Proteinschutzes mit einer Reihe von Erkrankungen verbunden, darunter neurodegenerative Erkrankungen (wie Alzheimer- oder Parkinson-Krankheit), Kataraktbildung, Stoffwechselstörungen und einige Krebsformen, da fehlgefaltete Proteine oder Proteingeleise schädliche Aggregate bilden können.

In der Forschung dient Proteinschutz der Untersuchung von Proteinstabilität, Chaperonaktivität, Proteasomen- und Autophagiefunktionen sowie deren Veränderungen durch Alterung oder Krankheiten. Messungen umfassen Proteostase-Indikatoren, Chaperon-Niveaus, Proteasomen-Aktivität und Aggregate-Bildung.