結構生物化學/蛋白質穩態
該術語指的是“蛋白質穩態”，其中一個生物途徑系統導致蛋白質的正常功能。該系統被稱為蛋白質穩態網路，它負責成功的蛋白質運輸、蛋白質的正確摺疊以及錯誤摺疊蛋白質的消除。導致蛋白質功能異常的因素包括遺傳疾病和環境壓力。對蛋白質穩態網路的更多瞭解還有待發展，但研究人員已經研究了一些途徑，以建立藥物劑併為這些蛋白質異常提供治療方法。用於修飾網路途徑的藥物劑被稱為蛋白質調節劑，它們以特定方式影響途徑。例如，抗生素格爾德黴素已知是伴侶蛋白HSP90的抑制劑。HSP90伴侶蛋白參與蛋白質摺疊的網路途徑，HSP90在協助蛋白質摺疊方面的成功導致細胞增殖。癌細胞對HSP90抑制劑更敏感，因此，透過使用格爾德黴素作為蛋白質調節劑來抑制HSP90功能將導致癌細胞死亡。關於HSP90抑制劑的更多研究仍在進行中，以提出針對癌症的治療方案。雖然參與蛋白質調節的途徑數量很多，但對這些途徑的詳細研究將導致成功的治療方法，以確保蛋白質穩態。
一些可能由蛋白質穩態引起的疾病包括帕金森病、阿爾茨海默病和囊性纖維化。這些疾病可能是由於蛋白質穩態網路應對錯誤摺疊易感蛋白、衰老或環境壓力的能力下降造成的。
蛋白質穩態網路及其網路也受整合的訊號通路控制。這些訊號通路能夠最大化網路的容量，以確保蛋白質功能的一致性和正確性。一些訊號通路示例包括調節蛋白質合成、聚集以及蛋白質穩態降解途徑的通路。
為了使蛋白質穩態網路正常且穩定地執行，許多相互作用有助於監控和促進成功蛋白質摺疊的過程。
1. 蛋白質穩態網路由核糖體、伴侶蛋白、聚集酶和去聚集酶組成，它們控制著蛋白質摺疊。還有一些特殊的途徑，如泛素-蛋白酶體系統、內質網相關降解系統、蛋白酶、自噬途徑等，它們負責蛋白質的降解。
2. 線粒體、衰老、熱休克反應和未摺疊蛋白反應等訊號通路會影響蛋白質穩態網路中蛋白質摺疊的過程。這可能是最直接的影響，可以改變蛋白質的摺疊和穩定性。
3. 外部影響包括代謝產物、生理壓力、遺傳學和表觀遺傳學，它們會影響蛋白質穩態網路的整體活性。這些影響也會改變蛋白質摺疊過程，但一些影響，如代謝產物和生理壓力，可以透過使用藥理學伴侶蛋白和蛋白質穩態調節劑來預防。
在細胞內部，周圍環境充滿了許多隔室，空間不足會導致聚集。聚集與毒性水平有關，在細胞應對化學、物理和代謝相關的壓力時，最重要的是要保持平衡。
蛋白質的總能量受蛋白質穩態網路的摺疊方面的影響。蛋白質的能量水平透過利用摺疊酶和伴侶蛋白來減少聚集和改善摺疊來實現良好的分佈。幫助摺疊的伴侶蛋白和酶會附著在中間分子和過渡狀態上。
蛋白質穩態網路的狀態和功能直接影響蛋白質的功能效能，蛋白質通常會獲得細胞內幫助來進行蛋白質摺疊。
蛋白質穩態，作為“蛋白質穩態”，必須保持穩定水平的活性才能在細胞內正常發揮作用。蛋白質穩態邊界是指蛋白質為了在一個給定的蛋白質穩態網路中實現一定程度的功能，必須具有的摺疊能量。這種蛋白質穩態邊界可以透過藥理學伴侶蛋白和蛋白質穩態調節劑來調節。透過調節，蛋白質穩態邊界可以擴充套件，以透過蛋白質穩態調節劑將不穩定的蛋白質（稱為節點）包絡起來，或者藥理學伴侶蛋白可以將節點從蛋白質穩態邊界外移動到內部，以穩定節點。如果蛋白質穩態邊界沒有得到調節，就會出現功能喪失的錯誤摺疊疾病，這可能會造成潛在的危及生命的疾病。
藥理學伴侶蛋白（也稱為PCs）透過與不穩定節點的外部結合來執行其調節功能，以穩定它。PCs與節點結合後，可以將現在已穩定的蛋白質移動到蛋白質穩態邊界內，然後增加蛋白質穩態內的功能，保持穩定水平的活性。這種穩定性然後轉化為更少的錯誤摺疊疾病。PCs可以透過三種方式糾正錯誤摺疊疾病
1. 不穩定的節點可以被熱力學穩定
2. 可以提高節點的摺疊速率，以穩定摺疊的過渡狀態
3. 透過穩定天然狀態來降低錯誤摺疊速率
另一方面，使用蛋白質穩態調節劑（稱為PRs）允許擴充套件蛋白質穩態邊界，以容納許多不穩定的節點（只要這些節點共享相同的蛋白質穩態網路）。透過擴充套件蛋白質穩態邊界，PRs可以透過調節蛋白質穩態網路的組成、濃度和容量來促進蛋白質摺疊。除了促進蛋白質正確摺疊的穩定蛋白質穩態外，PRs還可以使蛋白質穩態網路為應對代謝壓力和衰老做好準備。擴充套件蛋白質穩態邊界有助於提高蛋白質穩態的保護能力，因此擴充套件有助於為未來的損害做好準備。
蛋白質的總能量受蛋白質穩態網路的摺疊方面的影響。蛋白質的能量水平透過利用摺疊酶和伴侶蛋白來減少聚集和改善摺疊來實現良好的分佈。幫助摺疊的伴侶蛋白和酶會附著在中間分子和過渡狀態上。與過渡狀態的結合有助於穩定蛋白質，從而減少錯誤摺疊和聚集。
伴侶蛋白有助於促進更多摺疊，並且由於增加了正確摺疊和減少了聚集和錯誤摺疊，伴侶蛋白在細胞中起著保護作用。伴侶蛋白被理解為一種大型分子，在聚集模式下會附著在外部疏水區域。伴侶蛋白是特異性的，並且對於不同的隔室是不同的。
總的來說，使用藥理學伴侶蛋白和蛋白質穩態調節劑都可以幫助蛋白質穩態網路預防許多功能喪失的錯誤摺疊疾病。但是，使用任一種的優勢在於是否將一個不穩定的蛋白質（透過藥理學伴侶蛋白）帶入或透過擴充套件蛋白質穩態邊界（透過蛋白質穩態調節劑）將一系列類似的不穩定蛋白質帶入。
FoldEX和FoldFX都是表示蛋白質穩態邊界的模型。FoldEX是一個模型，顯示了蛋白質何時會被從內質網中輸出，而FoldFX模型顯示了蛋白質何時會發揮其功能，因此，蛋白質穩態在那裡工作。FoldFX代表蛋白質X功能的摺疊。這些模型具有三個維度，包括摺疊速率、錯誤摺疊速率和蛋白質的穩定性。
FoldEX模型很重要，因為它為蛋白質輸出建立了一個閾值。這個邊界以蛋白質的正確和錯誤摺疊速率及其穩定性為特徵。如果蛋白質的能量水平與閾值的能量水平相匹配，則蛋白質將被輸出。
在健康的細胞中，所有蛋白質通常都位於FoldFX模型的邊界內，並且所有酶都正常工作。然而，當有影響蛋白質摺疊的疾病或蛋白質穩態運作不佳時，可能會有代表性地位於邊界之外的蛋白質，這意味著這些蛋白質功能不正常。
在保守突變中，發生的替換對摺疊的動力學或熱力學沒有很大影響。它實際上並沒有太多地影響功能方面，因為與被改變的氨基酸類似的氨基酸的替換與被改變的氨基酸並沒有太大區別。在輕微保守的錯義突變和氨基酸的消除確實會影響蛋白質摺疊的熱力學和動力學，因為基因序列中鹼基的變化不會改變功能方面。
但是，有方法可以糾正這種情況。一種方法是應用PCs，即藥理學伴侶蛋白。藥理學伴侶蛋白專門針對位於蛋白質穩態邊界之外的蛋白質，並將其推到邊界內，使其能夠正確摺疊併發揮功能。它是透過增加摺疊速率、降低錯誤摺疊速率或穩定蛋白質結構來實現的。另一種糾正方法是透過PRs，即蛋白質穩態調節劑。蛋白質穩態調節劑可以擴充套件或收縮蛋白質穩態屏障，允許更多或更少的蛋白質正確摺疊。
Powers, T Evan. Morimoto, Richard. Dillin, Andrew. Kelly, W Jeffrey. Balch E William. 蛋白質穩態缺陷疾病的生物學和化學方法。2009年。生物化學年度評論