De kern is het controlecentrum van de cel, bevat het DNA van de cel en reguleert verschillende cellulaire processen. Verkeerd afgeleverde eiwitten in de kern kunnen deze processen verstoren en cellulaire schade veroorzaken. Om dit te voorkomen, beschikken cellen over verschillende mechanismen om verkeerd afgeleverde eiwitten uit de kern te verwerken en te elimineren.

Kwaliteitscontroletrajecten voor nucleaire eiwitten:

1. Machines voor de import van nucleaire eiwitten: De nucleaire importmachines, die de beweging van eiwitten naar de kern controleren, beschikken over kwaliteitscontrolemechanismen. Het kan onderscheid maken tussen correct gevouwen en verkeerd gevouwen eiwitten, waardoor wordt voorkomen dat verkeerd afgeleverde eiwitten de kern binnendringen.

2. Vouwing van kerneiwitten en begeleiders: Moleculaire chaperonnes in de kern spelen een cruciale rol bij de vouwing en stabilisatie van eiwitten. Ze helpen verkeerd gevouwen eiwitten opnieuw te vouwen of richten ze op degradatie als het opnieuw vouwen mislukt.

3. Nucleair proteasoom: De kern bevat een gespecialiseerd proteasoomcomplex dat bekend staat als het nucleaire proteasoom. Het breekt verkeerd gevouwen of beschadigde eiwitten in de kern af, waardoor de accumulatie ervan wordt voorkomen.

4. Nucleaire RNA-bewakingsroutes: Sommige eiwitten worden vertaald uit nucleaire RNA-transcripten. Nucleaire RNA-bewakingsmechanismen, zoals nonsense-gemedieerd verval (NMD), kunnen onjuist gesplitste of ingekorte transcripten identificeren en afbreken, waardoor de vorming van verkeerd gevouwen eiwitten wordt voorkomen.

5. Ubiquitine-proteasoomsysteem: Het ubiquitine-proteasoomsysteem (UPS) is een eiwitafbraakroute die door de hele cel wordt aangetroffen, inclusief de kern. Ubiquitineligasen kunnen verkeerd afgeleverde eiwitten labelen met ubiquitineketens, waardoor ze worden herkend en afgebroken door het proteasoom.

6. Autofagie: In extreme gevallen, wanneer zich grote hoeveelheden verkeerd afgeleverde eiwitten vormen, kan de cel autofagie activeren. Autofagie is een proces waarbij de cel delen van zijn eigen cytoplasma, inclusief verkeerd gevouwen eiwitten, overspoelt en afbreekt via gespecialiseerde membraangebonden compartimenten die autofagosomen worden genoemd.

7. Proteasoomonafhankelijke afbraak: Bepaalde verkeerd afgeleverde eiwitten in de kern kunnen onafhankelijk van het proteasoom worden afgebroken. Lysosomale routes of andere proteolytische mechanismen kunnen bijdragen aan de klaring van deze eiwitten.

Door gebruik te maken van deze kwaliteitscontroleroutes kan de cel de schadelijke effecten van verkeerd afgeleverde eiwitten in de kern verzachten. Verkeerd gevouwen of beschadigde eiwitten die deze mechanismen omzeilen, kunnen leiden tot de accumulatie van toxische eiwitaggregaten, wat bijdraagt ​​aan verschillende neurodegeneratieve ziekten.