Uma célula típica pode conter até 20.000 tipos de proteínas diferentes. Estas proteínas podem fazer o papel de enzimas, anticorpos, hormônios, estruturas da parede celular, podem ser proteínas de transporte ou de estoque. Devem continuamente produzidas, reguladas, mantidas e descartadas, quando necessário. A homeostase (equilíbrio) dessas proteínas, também conhecida como “proteostase”, é uma via complexa que funciona para manter todas as proteínas dentro e ao redor de uma célula nas quantidades ideais para o fucionamento do corpo.
Os mecanismos de proteostase garantem que as proteínas sejam produzidas e dobradas adequadamente antes da sua ação em locais precisos. A proteostase também atua para garantir que proteínas anormais ou em excesso sejam degradadas para evitar o acúmulo de produtos indesejados. A rede de proteostase dentro das células humanas envolve mais de 1.400 proteínas diferentes como chaperonas moleculares, co-chaperonas, componentes da via de degradação, enzimas de resposta ao estresse e inúmeras vias de sinalização que funcionam sozinhas ou em conjunto.
O estágio inicial de regulação do proteoma é durante a produção de proteínas. Isso é realizado por um processo chamado tradução pelo qual o ribossomo traduz a sequência de nucleotídeos dentro do mRNA em uma sequência de aminoácidos conhecida como cadeia polipeptídica.
Outro aspecto da rede de proteostase é o correto dobramento das cadeias polipetpídicas pelas chaperonas. As chaperonas são uma família de proteínas que se ligam a proteínas desdobradas impedindo a agregação de cadeias polipeptídicas com regiões hidrofóbicas e garantindo que a conformação 3D correta seja obtida.
O genoma humano é composto por 332 chaperones e co-chaperones, cada um com funções diferentes. Por exemplo, a proteína de choque térmico (Hsp) 70 se liga às regiões hidrofóbicas das cadeias polipeptídicas e, portanto, impede que ela se agregue com outras cadeias. A Hsp60 isola proteínas desdobradas e permite que elas obtenham suas conformações 3D sem interferência de outras proteínas.
Outra forma de proteostase é a regulação durante a degradação. Isso ocorre quando as proteínas são danificadas, mal dobradas ou quando há excesso de produto proteico dentro ou fora da célula. Vários sistemas são usados para degradar proteínas, como o ubiquitina proteassoma e o sistema vacuolar autofágico (lisossomal). O sistema de proteassoma de ubiquitina é usado para impedir que proteínas mutantes se acumulem em altas concentrações.
PERDA DA PROTEOSTASE
A perda de proteostase é um dos mecanismos relacionados ao envelhecimento e pode resultar em doenças neurogenerativas, como a doença de Alzheimer, doenças cardíacas e outros distúrbios metabólicos/genéticos. Na doença de Alzheimer, a perda de proteostase leva ao dobramento incorreto de proteínas e ao acúmulo de proteínas no cérebro, o que afeta a sinalização entre os neurônios. Um dos mecanismos que contribuem para a perda da homeostase é o estresse oxidativo. Por isso, uma alimentação bem rica em antioxidantes é muito importante.
