Proteostase
Proteostase bezeichnet das fein abgestimmte Zusammenspiel von Proteinfaltung, Qualitätskontrolle und Proteinabbau, das die Funktion und Stabilität des zellulären Proteoms erhält und damit Zellgesundheit und Alterungsprozesse maßgeblich beeinflusst.
Proteostase beschreibt die Erhaltung der korrekten Faltung, Funktion und des geordneten Abbaus von Proteinen in einer Zelle. Sie sorgt dafür, dass das zelluläre Proteom – also die Gesamtheit aller Proteine – stabil, funktionsfähig und anpassungsfähig bleibt.
Wie das Proteostase-Netzwerk in der Zelle arbeitet
Das Proteostase-Netzwerk umfasst ein komplexes Zusammenspiel aus molekularen Chaperonen, Proteinfaltungshelfern, dem Ubiquitin-Proteasom-System und Autophagie-Prozessen. Chaperone unterstützen neu gebildete Proteine dabei, ihre richtige Struktur zu finden, ähnlich wie eine Art „Faltungshelfer“, der verhindert, dass sich fehlerhafte Klumpen bilden.
Kommt es dennoch zu Fehlfaltungen, greifen Qualitätssicherungssysteme ein. Beschädigte oder überflüssige Proteine werden häufig mit Ubiquitin markiert und anschließend im Proteasom abgebaut. Größere Proteinaggregate können über Autophagie in Lysosomen entsorgt werden. So bleibt die Proteinqualität kontrollierbar und die Zelle kann flexibel auf Stress reagieren.
Proteostase, Alterung und neurodegenerative Erkrankungen
Mit zunehmendem Alter lässt die Effizienz der Proteostase nach. Studien zeigen, dass sich Fehlfaltungen und Proteinaggregate leichter anhäufen, wenn Chaperone, Proteasomen und Autophagie weniger leistungsfähig sind. Solche Ablagerungen werden mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Huntington in Verbindung gebracht, ohne dass daraus eine automatische Kausalität für jede einzelne Person abgeleitet werden kann.
Die Forschung untersucht, wie gezielte Modulation der Proteostase – etwa durch Aktivierung bestimmter Chaperone oder Verbesserung des Proteinabbaus – die Zellfunktion unterstützen könnte. Solche Ansätze werden als mögliche Strategien für gesundes Altern und für neue therapeutische Konzepte diskutiert, sind aber noch Gegenstand intensiver Prüfung und erlauben aktuell keine Heilaussagen.
Begriffliche Einordnung der Proteostase
Begrifflich steht Proteostase an der Schnittstelle von Zellbiologie, Biochemie und Alternsforschung. Der Begriff fasst alle Prozesse zusammen, die Herstellung, Faltung, Reparatur und Abbau von Proteinen regulieren, und dient als Rahmenkonzept, um zelluläre Stabilität, Stressreaktionen und Krankheitsmechanismen systematisch zu beschreiben.
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