Proteostasis deficiencies refer to a state where there is a breakdown in the body's ability to maintain protein homeostasis, or "proteostasis." Proteostasis is the process by which cells regulate the production, folding, trafficking, and degradation of proteins to ensure that they function properly.

Proteostasis deficiencies can occur due to genetic mutations, environmental factors, or aging, leading to an accumulation of misfolded or aggregated proteins in cells. This can result in a range of diseases, including neurodegenerative disorders such as Alzheimer's and Parkinson's disease, as well as systemic diseases such as cystic fibrosis and certain forms of cancer.

The consequences of proteostasis deficiencies can be severe, as the accumulation of misfolded or aggregated proteins can damage cells and tissues, impair cellular function, and trigger inflammation and tissue degeneration. Therefore, maintaining proteostasis is critical for overall health and longevity, and understanding the mechanisms that regulate proteostasis is an active area of research in biology and medicine.

Proteinveckning, eller proteinföldning, är ett biokemiskt fenomen där en proteinmolekyl får en naturlig, tresidig struktur genom att vecka sig i en specifik konformation. Detta sker genom att de olika delarna av proteinmolekylen, som består av aminosyror, interagerar med varandra och bildar sekundär-, terciär- och kvartärstruktur. Proteinveckning är en nödvändig process för att proteiner ska kunna utföra sina funktioner korrekt inuti eller utanför cellen. Felet i proteinveckningsprocessen kan leda till sjukdomar som exempelvis Alzheimers, Parkinsons och kreft.

ATP-dependent endopeptidases are a type of enzyme that require ATP (adenosine triphosphate) to carry out their function of breaking down peptide bonds within proteins. These enzymes are also known as ATP-dependent proteases. They play a crucial role in maintaining protein quality control within the cell by degrading misfolded or damaged proteins, which can be toxic to the cell if allowed to accumulate. The energy from ATP is used to unfold and translocate the protein substrates into the enzyme's active site, where they are cleaved into smaller peptides or individual amino acids. This process helps to maintain the proper functioning and homeostasis of the cell. Examples of ATP-dependent endopeptidases include the proteasome and the ClpP/ClpX complex.

Unfolded Protein Response (UPR) är ett sätt som celler använder sig av för att hantera stress i endoplasmisk retikulum (ER), en organell där proteiner fälls ut och viks korrekt innan de transporteras till sina respektive destinationer inne i eller utanför cellen. UPR aktiveras när ER-proteinerna inte kan vikas korrekt, vilket orsakar en påverkan av ett protein som kallas IRE1 (Inositol-requiring enzyme 1). När IRE1 aktiveras, leder det till att flera saker händer, inklusive nedtoning av den generella proteintranslationen och ökad transkription av gener som kodar för proteiner som hjälper till att korrektora ER-stressen. Om ER-stressen fortsätter eller blir allvarligare, kommer UPR att leda till apoptos (programmerad celldöd) för att förhindra spridning av skadliga proteiner till andra delar av cellen eller till andra celler.

Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation (ERAD) är ett cellulärt mekaniskt system som bryter ner missfoldade proteiner i endoplasmatiska nätverket (ER). Proteinerna transporteras till cytosolen där de ubiquitineras och sedan degraderas av 26S-proteasomen. Detta är en viktig mekanism för att underhålla proteinhomöostas i ER och för att eliminera skadade proteiner som kan vara toxiska för cellen.

Proteolysis är ett medicinskt begrepp som refererar till nedbrytningen av proteiner genom enzymatisk process. Detta sker när ett specifikt enzym, känt som en proteas, binder till och klipper av aminosyror från proteinmolekylen, vilket resulterar i att det ursprungliga proteinets struktur och funktion förändras eller förstörs. Proteolys kan vara ett naturligt och nödvändigt biologiskt process som hjälper till med cellväxt, celldelning och cellsdöd, men det kan även spela en roll i patologiska tillstånd såsom neurodegenerativa sjukdomar, cancer och infektioner.

Gaucher sjukdom är en ärftlig metabolisk störning orsakad av defekt i enzymet glukosylceramidas, som leder till ansamling av ett lipid-like substance, glucosylceramide, i celler. Detta orsakar skada och förstoring av vissa celler, särskilt i levern, benmärgen och milten. Symptomen kan variera från milda till allvarliga och inkluderar ofta svaghet, trötthet, blåmärken, benbrott, anemi, leverförstoring och neurologiska symptom beroende på typen av sjukdom. Det finns tre huvudtyper av Gaucher sjukdom, baserat på om nervsystemet är drabbade eller inte. Behandling kan innebära enzymreplacementterapi, substansreduceringsterapi eller stamcellstransplantation.

Molekylära chaperoner är proteiner som hjälper till att folda andra proteiner korrekt i cellen. De gör detta genom att binda till de nyss syntetiserade, ofullständigt foldeda proteinerna och hjälper dem att följa den naturliga foldningsvägen så att de kan bilda sin tredimensionella struktur korrekt.

Molekylära chaperoner finns i alla levande celler och är speciellt viktiga under stressförhållanden, då cellen utsätts för högre temperaturer eller andra faktor som kan störa proteinernas foldning. Chaperonerna skyddar också proteiner från att aggregera eller klumpa ihop sig till icke-funktionella aggregerat strukturer.

Exempel på molekylära chaperoner inkluderar Hsp70, Hsp90 och GroEL/GroES i bakterier. Dessa proteiner har olika mekanismer för att hjälpa till med proteinfoldning, men de arbetar alla tillsammans för att säkerställa att cellens proteiner är korrekt foldeda och funktionella.

En stressreaktion är ett svar på en stressor, vilket kan vara en fysisk, emotionell eller mentalt krävande händelse eller situation. Reaktionen aktiverar kroppens autonoma nervsystem och hormonsystem för att möjliggöra en snabb reaktion på fara eller utmaning.

Denna process involverar frisättning av stresshormoner som adrenalin och cortisol, vilket leder till fysiologiska förändringar i kroppen såsom ökat hjärtrytm, högre blodtryck, snabbare andning och bättre blodtillförsel till musklerna. Dessa förändringar förbereder kroppen att hantera en stressfull situation genom att öka dess alertness, koncentration och fysiska förmåga.

Stressreaktionen kan vara antingen akut eller kronisk beroende på om den är tillfällig eller varar över en längre tidsperiod. Akut stress kan vara nyttigt eftersom den hjälper oss att hantera faror och utmaningar, medan kronisk stress kan ha negativa effekter på vår fysiska och mentala hälsa.

Homeostas är ett begrepp inom fysiologi och betecknar ett systems förmåga att upreta och underhålla en relativt konstant internt miljö, trots fluktuerande yttre förhållanden. Det innebär att levande organismer har mekanismer som reglerar och kontrollerar olika fysiologiska variabler, såsom kroppstemperatur, syre- och näringsomsättning, vätskebalans och elektrolytbalans, för att upprätthålla en jämn och balanserad inre miljö. Homeostas uppnås genom ett komplext regleringssystem som innefattar sensoriska mekanismer, integrationscentra och effektormekanismer. Exempel på homeostatiska processer är blodsockernivåers reglering av insulin och glukagon, kroppstemperaturreglering genom svettning och skälva samt vätske- och elektrolytbalansens reglering genom hormonella mekanismer.

Glukosylceramider är en typ av glycosfingolipid som består av en ceramid-grupp (som i sin tur består av en fettsyra och en sphingosinbas) med en glukosmolekyl kovalent bundet till den. De förekommer naturligt i cellmembran, särskilt i nervceller, och har diverse funktioner som signalmolekyler och strukturella komponenter. Vissa genetiska sjukdomar, såsom Gaucher sjukan och Krabbe sjukan, orsakas av störningar i metabolismen av glukosylceramider.

'Caenorhabditis elegans' är en art av rundmaskar som är vanligt förekommande i naturen och används flitigt inom forskning, särskilt inom molekylär biologi och neurovetenskap. Den är mycket liten, med en längd på ungefär 1 mm, och har en kort livslängd på omkring tre veckor.

Den genetiska uppbyggnaden hos 'Caenorhabditis elegans' är väl studerad och den var den första eukaryota organismen vars genom helt secvenserades. Den har en relativt enkel nervsystem med exakt 302 neuron som alla är identifierade och kartlagda, vilket gör den till ett användbart modellorganism för att studera neurobiologiska processer som lära, minne och beteende.

'Caenorhabditis elegans' är också en populär modellorganism inom åldranderesearch på grund av sin korta livslängd och den förmågan att utveckla åldersrelaterade sjukdomar som neurodegenerativa sjukdomar.

Tay-Sachs sjukdom är en ärftlig metabolt illness som orsakas av en recessiv genetisk mutation. Det resulterar i brist på ett enzym känt som hexosaminidase A (Hex A), som bryter ner en viss typ av fettsyror i cellerna. När Hex A saknas accumulerar dessa fettsyror, specifikt gangliosider, i hjärnan och nervsystemet, vilket orsakar skada på neuronerna och ledande till progressiv neurologisk nedgång.

Sjukdomen visar sig vanligtvis under de första sex månaderna av livet med symptom som include irritabilitet, muskelväxelkramp, svårigheter med att suga, synförlust och till slut död, ofta före tre års ålder. Tay-Sachs sjukdom är särskilt vanlig bland ashkenazi judar, men kan drabba alla etniska grupper. Prevention av Tay-Sachs sjukdom innebär ofta genetisk screening och rådgivning för individer med en högre risk för att vara bärare av den recessiva genen.

'Tidigt åldrande' är ett kontroversiellt och odefinierat begrepp som inte används inom den etablerade geriatriska medicinen eller i biomedicinsk forskning. Det finns dock en accepterad forskningsgren kring 'accelerated aging' eller 'premature aging', vilket syftar på specifika sjukdomstillstånd eller syndrom som kännetecknas av en förtidig och prematur nedbrytning av cellulära funktioner, liknande de som ses vid normalt åldrande. Exempel på sådana tillstånd innefattar progeri syndrom, telomeraserelaterade sjukdomar och vissa genetiska sjukdomar som får individen att visuellt åldras fortare än normalt.

Det är viktigt att skilja mellan det vetenskapligt accepterade begreppet 'accelerated aging' eller 'premature aging' och det populärkulturella begreppet 'tidigt åldrande', som saknar en klar, konsensusbaserad definition inom medicinen.

Proteasom-endopeptidaskomplex är ett intracellulärt enzymkomplex som spelar en central roll i proteinnedbrytningen och proteinrecycling inne i cellen. Det består av flera underenheter, varav de flesta är proteaser med kapacitet att klippa sönder peptidbindningar i proteiner. Proteasomen deltar i kontrollen av cellytan genom att bryta ner skadade eller felaktiga proteiner, reglera proteinernas koncentration och styrka samt delta i immunförsvaret genom presentation av peptider på cellens yta. Proteasom-endopeptidaskomplexet är involverat i en rad cellulära processer som celldelning, signaltransduktion och apoptos.

Ett endoplasmatiskt nätverk (ER) är en sammanlänkad serie membrankanaler i eukaryota celler. Det utgör ett komplext intracellulärt membransystem som deltar i syntesen, modifieringen och transporten av proteiner och lipider. ER kan delas in i två typer: det grova ER (RER) och det glatt ER (SER). RER har ribosomer fäst på ytan och är involverat i proteintranslering och -foldning, medan SER saknar ribosomer och deltar i lipidsyntesen och metabolismen. ER kommunicerar också med andra organeller som golgiapparaten, mitokondrier och nucleus genom membrankontinuitet och vesikulär transport.

'Caenorhabditis elegans' är en art av frilevande, transparenta rundmaskar som är vanliga modellorganismer inom biologisk forskning. Proteiner i C. elegans studeras för att förstå deras funktion och interaktioner på cell- och molekylär nivå.

En definition av 'Caenorhabditis elegans-proteiner' skulle vara:

Proteiner som kodas av gener i Caenorhabditis elegans-genomet. Dessa proteiner uttrycks i C. elegans-celler och har en rad olika funktioner, inklusive strukturella, metaboliska, regulatoriska och signaltransducerande roller som är essentiella för cellulär processer och organismens överlevnad. Caenorhabditis elegans-proteiner kan studeras genom biokemiska, genetiska och bioinformatiska tekniker för att förstå deras struktur, funktion och interaktioner med andra molekyler i cellen.

Fysiologisk stress är ett svar hos den autonoma nervsystemet och endokrina systemet i kroppen på olika inre eller yttre stimuli, som aktiverar mekanismer för att hantera hot eller krav. Detta svar involverar en komplex kaskad av hormonella och signalsubstanser, inklusive frisättning av adrenalin och noradrenalin från binjuremärgen samt frisättning av cortisol från binjurebarken. Dessa hormoner förbereder kroppen för att hantera stressören genom att öka hjärtfrekvensen, blodtrycket, glukosnivåerna och andningsfrekvensen, samtidigt som de minskar aktiviteten i icke-nödvändiga organ och system. Detta svar är evolutionärt viktigt för överlevnad och anpassning till hot eller utmaningar, men kan ha negativa effekter på kroppen om det uppehålls under lång tid eller blir excesivt.

Neurodegenerativa sjukdomar är en grupp av medfödda eller acquireda neurologiska störningar som kännetecknas av progressiv neurodegeneration, det vill säga nedbrytning och förlust av neuroner och deras sammanhang i hjärnan. Denna degeneration leder till en gradvis försämring av den neurologiska funktionen, vilket kan påverka kognition, rörelse, balans, tal, minne, perception och andra sensoriska funktioner. Exempel på neurodegenerativa sjukdomar inkluderar Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, Huntingtons sjukdom, Amyotrofisk lateralskleros (ALS) och Spinal muskelatrofi (SMA). Dessa sjukdomar är ofta förknippade med åldrande, men kan även drabba yngre individer. De orsakas vanligtvis av en kombination av genetiska, miljömässiga och livsförloppsfaktorer och saknar ofta botemedel eller effektiva behandlingsalternativ.

Proteom refererar till den totala uppsättningen proteiner som produceras eller finns i ett levande cellsystem, såsom en celldel, cell, vävnad eller organism, under specifika förhållanden och tidpunkter. Proteomet består av alla de olika typerna av proteiner som uttrycks av generna i genomet, deras interaktioner med varandra och andra molekyler, och hur de är modifierade och regleras under olika fysiologiska tillstånd eller sjukdomszustånd. Studiet av proteom innefattar identifiering och karakterisering av proteiner, deras funktioner, interaktioner och roll i cellulära processer och sjukdomar. Proteomstudier kan användas för att förstå hur proteiner arbetar tillsammans för att utföra specifika uppgifter inne i cellen, och hur dessa processer störs vid sjukdom.