proteiinijärjestelmiin

Proteiinijärjestelmät viittaavat elimistön proteiineista muodostuviin verkostoihin, jotka yhdessä toteuttavat solujen ja organismin keskeisiä toimintoja. Ne ovat dynaamisia ja kontekstisidonnaisia: jokainen solun tila muokkaa verkoston rakennetta ja toimintaa. Proteiinijärjestelmiä tarkastellaan usein järjestelmäbiologian ja systeemibiologian näkökulmasta, jossa pyritään ymmärtämään, miten yksittäiset proteiinit muodostavat moduuleja ja vuorovaikutusverkkoja sekä miten näitä verkkoja säädellään.

Keskeisiä komponentteja ovat proteiinit, niiden vuorovaikutukset sekä niihin liittyvät säätelymekanismit. Proteiinijärjestelmään kuuluvat signaalointireitit, jotka välittävät viestejä sisäisesti ja ulkoisista tekijöistä soluun; proteiinien foldingiin ja laadunvalvontaan osallistuvat chaperonijärjestelmät; sekä proteiinien poistamiseen tähtäävät prosessit kuten ubikitiini-proteasoomijärjestelmä ja autofagia. Lisäksi proteiinien tuotanto ja niiden oikea sijainti solussa ovat olennaisessa osassa.

Proteiinijärjestelmien tutkimuksessa käytetään menetelmiä kuten proteiini-proteiini vuorovaikutusten kartoitusta, signaalipolkujen analysointia sekä massaspektrometriaa. Näiden avulla voidaan rakentaa verkosto- ja moduulimallinnuksia sekä tarkastella dynaamista käyttäytymistä, vasteita ja redundanssia. Tutkimuksessa yhdistetään kokeelliset havainnot ja tietopohjaiset mallit.

Proteiinijärjestelmien häiriöt liittyvät moniin sairauksiin, kuten syöpä, neurodegeneratiiviset sairaudet ja aineenvaihdunnan häiriöt. Virheet proteiinien foldingissa, virheellinen säädösten toiminta tai virheellinen poistaminen voivat häiritä verkoston toimintaa. Näiden vuoksi proteiinijärjestelmien tutkimus on keskeinen sekä perusbiologiassa että lääketieteellisissä sovelluksissa.