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神経細胞が誤って折り畳まれたタンパク質を制御する方法

ニューロンとも呼ばれる神経細胞には、誤って折り畳まれたタンパク質の折りたたみとクリアランスを制御するための特殊なメカニズムがあります。これは、適切な機能を維持し、神経変性疾患を防ぐために重要です。ここにいくつかの重要なメカニズムがあります:

1。分子シャペロン :Neurons express various molecular chaperones that assist in the folding, assembly, and stabilization of newly synthesized proteins.熱ショックタンパク質(HSP)やタンパク質ジスルフィドイソメーゼ(PDI)などのこれらのシャペロンは、タンパク質の誤って折り畳みや凝集を防ぐのに役立ちます。

2。 ER関連タンパク質分解(ERAD) :小胞体(ER)は、ニューロンのタンパク質合成と折りたたみの主要部位です。 ERADは、ERから誤って折り畳まれたタンパク質を識別および除去する品質制御経路です。誤って折り畳まれたタンパク質は、ERから細胞質へのレトロトランスロケーション、ユビキチン化され、その後プロテアソームによって分解されます。

3。オートファジー :オートファジーは、誤って折り畳まれたタンパク質を含む細胞成分の分解とリサイクルを含む細胞プロセスです。ニューロンはオートファジーを利用して、長寿命のタンパク質と損傷したオルガネラを排除します。オートファジーの2つの主要な形態は、マクロオートファジーとシャペロン媒介オートファジー(CMA)です。マクロオートファジーでは、誤って折り畳まれたタンパク質はオートファゴソームと呼ばれる二重膜小胞に隔離され、それが分解のためにリソソームと融合します。 CMAは、シャペロンとリソソームによる分解のための可溶性ミスフォールドタンパク質を特異的に標的とします。

4。ユビキチン - プロテアソームシステム :ユビキチン - プロテアソーム系は、誤って折り畳まれて損傷したタンパク質の分解に関与する細胞経路です。ニューロンでは、誤って折り畳まれたタンパク質は、E3ユビキチンリガーゼと呼ばれる特定の酵素によって、小さなタンパク質修飾子であるユビキチンでタグ付けされています。その後、ユビキチン化されたタンパク質は、タンパク質を小さなペプチドに分解する大きなタンパク質複合体であるプロテアソームによって認識され、分解されます。

5。タンパク質恒常性ネットワーク :ニューロンには、タンパク質の折りたたみ、品質管理、および分解経路を調整するネットワークを統合しています。これらのネットワークには、熱ショック因子1(HSF1)などのさまざまなストレス応答性転写因子、およびシャペロン、ERAD成分、オートファジー関連タンパク質の発現を調節するシグナル伝達経路が含まれます。

6。ニューロンストレス応答 :ニューロンは、特定のストレス応答を活性化して、誤って折り畳まれたタンパク質の蓄積に対処できます。これらの応答には、展開されたタンパク質応答(UPR)と統合されたストレス応答(ISR)が含まれます。これは、タンパク質の恒常性を回復し、誤って折り畳みを減らし、細胞死を防ぐことを目的としています。

Dysregulation of these protein quality control mechanisms can lead to the accumulation of misfolded proteins and contribute to the development of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's and Parkinson's diseases.神経細胞がどのように誤って折りたたまれたタンパク質を制御するかを理解することは、タンパク質の誤った折り畳みと神経変性の防止または逆転を目的とした治療戦略の洞察を提供します。

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