1. Chaperons moléculaires :Les neurones expriment divers chaperons moléculaires qui aident au repliement, à l'assemblage et à la stabilisation des protéines nouvellement synthétisées. Ces chaperons, tels que les protéines de choc thermique (HSP) et les protéines disulfure isomérases (PDI), aident à prévenir le mauvais repliement et l'agrégation des protéines.
2. Dégradation des protéines associée au RE (ERAD) :Le réticulum endoplasmique (RE) est le principal site de synthèse et de repliement des protéines dans les neurones. ERAD est une voie de contrôle qualité qui identifie et élimine les protéines mal repliées du RE. Les protéines mal repliées sont rétrotransloquées du RE vers le cytoplasme, ubiquitinées puis dégradées par le protéasome.
3. Autophagie :L'autophagie est un processus cellulaire qui implique la dégradation et le recyclage des composants cellulaires, y compris les protéines mal repliées. Les neurones utilisent l'autophagie pour éliminer les protéines à longue durée de vie et les organites endommagés. Deux formes principales d'autophagie sont la macroautophagie et l'autophagie médiée par un chaperon (CMA). En macroautophagie, les protéines mal repliées sont séquestrées dans des vésicules à double membrane appelées autophagosomes, qui fusionnent ensuite avec les lysosomes pour être dégradées. Le CMA cible spécifiquement les protéines solubles mal repliées pour leur dégradation par les chaperons et les lysosomes.
4. Système ubiquitine-protéasome :Le système ubiquitine-protéasome est une voie cellulaire responsable de la dégradation des protéines mal repliées et endommagées. Dans les neurones, les protéines mal repliées sont marquées avec l’ubiquitine, un petit modificateur protéique, par des enzymes spécifiques appelées ubiquitine ligases E3. Les protéines ubiquitinées sont ensuite reconnues et dégradées par le protéasome, un grand complexe protéique qui décompose les protéines en petits peptides.
5. Réseaux d'homéostasie protéique :Les neurones ont intégré des réseaux qui coordonnent les voies de repliement, de contrôle qualité et de dégradation des protéines. Ces réseaux impliquent divers facteurs de transcription sensibles au stress, tels que le facteur de choc thermique 1 (HSF1), et des voies de signalisation qui régulent l'expression des chaperons, des composants ERAD et des protéines liées à l'autophagie.
6. Réponses neuronales au stress :Les neurones peuvent activer des réponses spécifiques au stress pour faire face à l’accumulation de protéines mal repliées. Ces réponses comprennent la réponse protéique non pliée (UPR) et la réponse intégrée au stress (ISR), qui visent à restaurer l'homéostasie des protéines, à réduire les erreurs de repliement et à prévenir la mort cellulaire.
La dérégulation de ces mécanismes de contrôle de la qualité des protéines peut conduire à l’accumulation de protéines mal repliées et contribuer au développement de maladies neurodégénératives, telles que les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Comprendre comment les cellules nerveuses contrôlent les protéines mal repliées fournit des informations sur les stratégies thérapeutiques visant à prévenir ou à inverser le mauvais repliement des protéines et la neurodégénérescence.
