Endoplasmatisches Retikulum Stress und Oxidativer Stress: Ein Teufelskreis oder ein zweischneidiges Schwert?

Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist eine gut orchestrierte Protein-Faltungsmaschine, die aus Proteinchaperonen, Proteinen, die die Protein-Faltung katalysieren, und Sensoren besteht, die das Vorhandensein von fehlgefalteten oder entfalteten Proteinen erkennen. Es gibt einen empfindlichen Überwachungsmechanismus, um zu verhindern, dass fehlgefaltete Proteine den sekretorischen Weg passieren, und sicherzustellen, dass persistente fehlgefaltete Proteine einem abbaubaren Weg zugeführt werden. Die Antwort auf fehlgefaltete Proteine (UPR) ist ein intrazellulärer Signalweg, der die Nachfrage nach Protein-Faltung im ER mit der Kapazität zur Protein-Faltung koordiniert und entscheidend ist, um sich an homeostatische Veränderungen anzupassen, die zu Proteinfehlfaltungen führen. Dazu gehören Veränderungen des intraluminalen Calcium, veränderte Glykosylierung, Nährstoffentzug, Pathogeninfektionen, Ausdruck von Faltungs-defekten Proteinen und Veränderungen im Redoxstatus. Das ER bietet eine einzigartige oxidierende Faltungsumgebung, die die Bildung von Disulfidbrücken begünstigt. Zunehmende Beweise legen nahe, dass die Protein-Faltung und die Erzeugung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) als Nebenprodukt der Proteinoxidation im ER eng miteinander verbundene Ereignisse sind. Es wurde auch deutlich, dass die Aktivierung der UPR bei Exposition gegenüber oxidativem Stress ein adaptiver Mechanismus ist, um die Zellfunktion und das Überleben zu erhalten. Anhaltender oxidativer Stress und Proteinfehlfaltung initiieren apoptotische Kaskaden und spielen jetzt eine herausragende Rolle in der Pathogenese mehrerer menschlicher Krankheiten, einschließlich Diabetes, Atherosklerose und neurodegenerativen Erkrankungen.