Zelluläre Qualitätskontrolle durch das Ubiquitin-Proteasom-System und Autophagie

Um Homöostase zu erreichen, entwickelten Zellen dynamische und selbstregulierende Qualitätskontrollprozesse, um sich an neue Umweltbedingungen anzupassen und um längerfristige Schäden zu vermeiden. Wir diskutieren die Bedeutung von zwei Hauptquality control Systemen, die für den Abbau von Proteinen und Organellen in eukaryotischen Zellen verantwortlich sind: das Ubiquitin-Proteasom-System (UPS) und die Autophagie. Das UPS und die Autophagie bilden ein verbundenes Qualitätskontrollnetzwerk, in dem die Entscheidungsfindung auf der Basis biophysikalischer Parameter (Bindungsaffinitäten, lokale Konzentrationen und Avidität) und Kompartimentalisierung (durch Membranen, Flüssigkeits-Flüssigkeit Phasentrennung oder die Bildung von Aggregaten) selbstorganisiert ist. Wir heben zelluläre Qualitätskontrollfaktoren hervor, die ihren unterschiedlichen Einsatz gegenüber makromolekularen Komplexen, Flüssigkeits-Flüssigkeit phasentrennung subzellulären Strukturen oder membrangebundenen Organellen abgrenzen. Schließlich betonen wir die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Förderung quantitativer und mechanistischer Forschung zu den Rollen des UPS und der Autophagie in der menschlichen Pathophysiologie.