Ich versuche zu verstehen, was Proteinfaltung ist und wie sie helfen könnte, einige Krankheiten zu heilen.
Wenn man Artikel darüber liest, sieht es so aus, als ob das Ziel darin besteht, perfekte Faltungen für Proteine zu finden, da einige Krankheiten auf Proteine zurückzuführen sind, die sich nicht richtig falten. Ich verstehe nicht, warum wir sie überhaupt finden müssen? Existieren korrekt gefaltete Proteine nicht bereits im Körper von Menschen, die nicht von diesen Krankheiten betroffen sind? Warum müssen wir diese Strukturen manuell finden, anstatt einfach die Struktur der korrekt gefalteten Proteine im Körper von nicht betroffenen Menschen zu „lesen“? Ist das Ziel am Ende, die beste Struktur oder den Faltprozess zu finden? Oder beides ?
Vielen Dank!
Proteinfaltung ist eine komplexe Sache. Es gibt riesige Computeralgorithmen und riesige Mainframes, die versuchen, die endgültige 3D-Struktur eines Proteins vorherzusagen.
Wenn wir die Tertiär- und Quartärstruktur eines Proteins kennen, können wir verstehen, warum Krankheiten entstehen. In vielen Fällen führt eine Mutation des Gens zu einer fehlerhaften Proteinfaltung. Wenn das Protein falsch gefaltet ist, kann es seine Funktion nicht erfüllen. Dieser besondere Zustand wird "Proteopathie" genannt.
http://link.springer.com/article/10.1385%2FMN%3A21%3A1-2%3A083
Wenn Sie die Struktur eines Proteins kennen, sind Sie in der Lage, Medikamente zu entwerfen oder zu verbessern, die die Proteinstruktur und/oder -funktion direkt beeinflussen können, zum Beispiel Antikörpertherapien gegen Krebs (Cetuximab-->gegen EGFR, bei Darmkrebs; es ist ein Medikament, das sehr viel verbessert wurde, wenn Computervorhersagen/Simulationen verwendet werden).
https://en.wikipedia.org/wiki/Cetuximab
Es ist schwierig, die Struktur eines Proteins herauszufinden – bei manchen Proteinen kann es Jahre dauern!
Sie gehen also zuerst von der Sequenz der gesunden Menschen aus, dann sequenzieren Sie ihre Genome und verwenden dies als Referenz für die Menschen mit bestimmten Krankheiten. Vielleicht finden Sie irgendwann eine Mutation an bestimmten Orten im Genom von Menschen mit einer bestimmten Krankheit. Dann können Sie die Proteinstrukturen untersuchen, sodass Sie einige neue Medikamente entwickeln können, die dieses Protein angreifen könnten. Wenn das Protein falsch gefaltet ist, wie das Tau-Protein bei neurodegenerativen Erkrankungen, dann ist es gut, die Struktur dieses falsch gefalteten Proteins zu untersuchen, damit Sie auch Medikamente für dieses Protein entwickeln können.
Letztendlich ist also die Struktur extrem wichtig, aber oft muss man viele Stadien des Proteinfaltungsprozesses studieren, um die mögliche endgültige Struktur zu verstehen, die ein Protein im Körper und/oder bei einer bestimmten Krankheit haben könnte.
Ich hoffe, das kann helfen!
Ein Artikel, Protein Misfolding and Degenerative Diseases , befasst sich mit dieser Frage, und obwohl er sich auf eine einzige Art von Krankheit konzentriert, ist dies von großer Bedeutung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei Proteinen aufgrund der geringen Energieunterschiede zwischen verschiedenen alternativen gefalteten Zuständen die Möglichkeit einer Fehlfaltung besteht und weil einige Proteine während der Synthese den im gefalteten Protein verborgenen Lösungsmittelregionen ausgesetzt sind und das Protein instabil machen würden, wenn sie exponiert würden . (Letztere benötigen andere Proteine, um ihnen bei der Faltung zu helfen.) Daher ist es nicht schwierig, sich Umstände vorzustellen, unter denen eine Fehlfaltung auftritt, mit gleichzeitigem Funktionsverlust und schädlichen Folgen. Das besondere aktuelle Interesse daran besteht darin, dass bestimmte neurodegenerative Erkrankungen eine Fehlfaltung von Proteinen beinhalten. Tatsächlich faltet sich das Amyloid-Protein bei Alzheimer und anderen Krankheiten in eine alternative Struktur zur normalen.
Obwohl es ein wenig fortgeschritten sein mag, enthält die Ausgabe von Nature vom 10. November 2016 eine Reihe von Rezensionen zu diesem Thema, die kostenlos eingesehen werden können. Eine von Riek und Elsberg beschäftigt sich besonders mit der alternativen Struktur.
David
Pop-Flamingo
David
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