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'''Chemische Chaperone''' sind [[exogen]]e Substanzen, die den Prozess der [[Proteinfaltung]] im [[Endoplasmatisches Retikulum|Endoplasmatischen Retikulum]] einer [[Zelle (Biologie)|Zelle]] unterstützen. Sie stabilisieren die [[Protein]]-[[Konformation]] gegen thermisch und chemisch induzierte [[Denaturierung (Biochemie)|Denaturierung]].

== Beschreibung ==
Natürliche [[Chaperon (Protein)|Chaperone]] sind zelleigene [[Protein]]e, die neu synthetisierten Proteinen „helfen“, sich korrekt zu falten. Im Gegensatz dazu sind chemische Chaperone von außen zugeführte Substanzen, mit teilweise recht einfacher chemischer Struktur. Die chemischen Chaperone unterstützen ebenfalls den Prozess der Proteinfaltung. Sie erhöhen beispielsweise die Löslichkeit der Proteine und unterdrücken damit die Aggregation von ungefalteten Proteinen. Einen etwas anderen Wirkmechanismus hat [[Natriumphenylbutyrat|Phenylbutyrat]] (PBA), das die [[Hydrophobie|hydrophoben]] [[Proteindomäne|Domänen]] fehlgefalteter Proteine maskiert und so deren Aggregation verhindert.

Für pharmakologische In-vivo-Anwendungen als [[Arzneimittel]] werden zu hohe systemische Konzentrationen an chemischen Chaperonen benötigt, die mit erheblichen toxischen [[Nebenwirkung]]en verbunden sind.<ref name="vogelbein">S. Vogelbein: [https://refubium.fu-berlin.de/discover?filtertype_0=mycoreId&filter_relational_operator_0=equals&filter_0=FUDISS_thesis_000000012980 ''Das Qualitätskontrollsystem in post-ER Kompartimenten eukaryotischer Zellen am Beispiel des Vasopressin-V2-Rezeptors.''] Dissertation, FU Berlin 2009, S. 21.</ref>
''In vitro'' werden dagegen chemische Chaperone häufig bei der Produktion von [[rekombinantes Protein|rekombinanten Proteinen]] eingesetzt.<ref name="PMID21551288">S. Prasad, P. B. Khadatare, I. Roy: ''Effect of chemical chaperones in improving the solubility of recombinant proteins in Escherichia coli.'' In: ''Applied and environmental microbiology.'' Band 77, Nummer 13, Juli 2011, S. 4603–4609, {{ISSN|1098-5336}}. {{DOI|10.1128/AEM.05259-11}}. PMID 21551288. {{PMC|3127727}}.</ref> Dort erhöhen sie die Produktionsausbeute.<ref name="PMID21125379">A. de Marco: ''Molecular and chemical chaperones for improving the yields of soluble recombinant proteins.'' In: ''Methods in Molecular Biology.'' Band 705, 2011, S. 31–51, {{ISSN|1940-6029}}. {{DOI|10.1007/978-1-61737-967-3_3}}. PMID 21125379. (Review).</ref>

Im Gegensatz zu den chemischen Chaperonen binden die [[pharmakologisches Chaperon|pharmakologischen Chaperone]] spezifisch an ungefaltete Proteine – im Idealfall nur an einen Proteintyp – und stabilisieren die Struktur des Proteins.<ref name="vogelbein" /><ref name="PMID17100648">T. Arakawa, Y. Kita u. a.: ''Aggregation suppression of proteins by arginine during thermal unfolding.'' In: ''Protein and peptide letters.'' Band 13, Nummer 9, 2006, S. 921–927, {{ISSN|0929-8665}}. PMID 17100648.</ref> In einigen Veröffentlichungen werden allerdings die Begriffe chemisches Chaperon und pharmakologisches Chaperon [[Synonymie|synonym]] verwendet.<ref name="PMID19812739">Y. Suzuki, S. Ogawa, Y. Sakakibara: ''Chaperone therapy for neuronopathic lysosomal diseases: competitive inhibitors as chemical chaperones for enhancement of mutant enzyme activities.'' In: ''Perspectives in medicinal chemistry.'' Band 3, 2009, S. 7–19, {{ISSN|1177-391X}}. PMID 19812739. {{PMC|2754921}}.</ref>

== Beispiele ==
Zu den chemischen Chaperonen gehört eine Vielzahl organischen Verbindungen. [[Dimethylsulfoxid]], [[Polyamine]] wie [[Spermin]] und [[Spermidin]], [[Polyole]] wie [[Glycerin]], bestimmte [[Aminosäuren]] wie [[Lysin]], sind die einfachsten Vertreter chemischer Chaperone.<ref name="PMID21882049">S. Z. Bathaie, B. B. Nobakht u. a.: ''Effect of chemical chaperones on glucose-induced lysozyme modifications.'' In: ''The protein journal.'' Band 30, Nummer 7, Oktober 2011, S. 480–489, {{ISSN|1875-8355}}. {{DOI|10.1007/s10930-011-9353-x}}. PMID 21882049.</ref>
[[Natriumphenylbutyrat|Phenylbutyrat]] (genauer: 4-Phenylbutyrat) ist ein chemisches Chaperon, das aufgrund seines breiten Wirkungsspektrums – nicht nur als chemisches Chaperon – ein hohes pharmakologisches Potenzial hat.<ref name="PMID21902286">T. Iannitti, B. Palmieri: ''Clinical and experimental applications of sodium phenylbutyrate.'' In: ''Drugs in R&D.'' Band 11, Nummer 3, September 2011, S. 227–249, {{ISSN|1179-6901}}. PMID 21902286.</ref><ref name="PMID17389500">G. H. Yam, K. Gaplovska-Kysela u. a.: ''Sodium 4-phenylbutyrate acts as a chemical chaperone on misfolded myocilin to rescue cells from endoplasmic reticulum stress and apoptosis.'' In: ''Investigative ophthalmology & visual science.'' Band 48, Nummer 4, April 2007, S. 1683–1690, {{ISSN|0146-0404}}. {{DOI|10.1167/iovs.06-0943}}. PMID 17389500.</ref>

== Weiterführende Literatur ==
* E. Papp, P. Csermely: ''Chemical chaperones: mechanisms of action and potential use.'' In: ''Handbook of experimental pharmacology.'' Nummer 172, 2006, S. 405–416, {{ISSN|0171-2004}}. PMID 16610368.
* S. H. Kim, Y. B. Yan, H. M. Zhou: ''Role of osmolytes as chemical chaperones during the refolding of aminoacylase.'' In: ''Biochemistry and cell biology = Biochimie et biologie cellulaire.'' Band 84, Nummer 1, Februar 2006, S. 30–38, {{ISSN|0829-8211}}. {{DOI|10.1139/o05-148}}. PMID 16462887.
* Y. Nagao, H. Ishiguro, N. Nukina: ''DMSO and glycerol reduce bacterial death induced by expression of truncated N-terminal huntingtin with expanded polyglutamine tracts.'' In: ''[[Biochimica et biophysica acta]].'' Band 1502, Nummer 2, Oktober 2000, S. 247–256, {{ISSN|0006-3002}}. PMID 11040449.
* D. S. Yang, C. M. Yip u. a.: ''Manipulating the amyloid-beta aggregation pathway with chemical chaperones.'' In: ''[[The Journal of biological chemistry]].'' Band 274, Nummer 46, November 1999, S. 32970–32974, {{ISSN|0021-9258}}. PMID 10551864.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Wirkstoffgruppe]]
[[Kategorie:Proteinstruktur]]

Chemisches Chaperon - Versionsgeschichte

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