In der komplexen Welt der zellulären Biologie spielen die sogenannten Hitzeschockproteine eine entscheidende Rolle. Eines dieser Proteine ist seit vielen Jahren im Fokus der biomedizinischen Forschung, nicht zuletzt aufgrund seiner breit gefächerten Funktionen und seiner Beteiligung an zahlreichen zellulären Prozessen. Hsp90 ist eine molekulare Maschine, die entscheidend für die Aufrechterhaltung der zellulären Proteinhomöostase und die Reaktion auf Stressbedingungen ist.
Es ist ein hoch konserviertes Protein, das bei allen Eukaryoten vorhanden ist und zu den am häufigsten vorkommenden Proteinen in den Zellen gehört, wobei es bis zu 2 % der zellulären Proteine ausmachen kann. Es gehört zur Familie der sogenannten Chaperone, deren Aufgabe es ist, andere Proteine in ihrer korrekten dreidimensionalen Struktur zu halten oder darin zu assistieren, dass sie diese erreichen.
Hsp90 funktioniert in einem dynamischen Komplex mit anderen Co-Chaperonen und verfügt über eine ATPase-Aktivität, was bedeutet, dass es ATP (Adenosintriphosphat) bindet und hydrolysiert, um die notwendige Energie für seine Arbeit bereitzustellen. Dieser Energieverbrauch ermöglicht dem Hsp90, signifikante Konformationsänderungen durchzuführen und damit seine Klientenproteine zu falten, zu stabilisieren oder auf ihren Abbau vorzubereiten.
Mehrere Hsp90-Inhibitoren befinden sich derzeit in verschiedenen Phasen der klinischen Entwicklung
Die Klientenliste ist beeindruckend und vielfältig. Sie umfasst Steroidhormonrezeptoren, Proteinkinasen, Transkriptionsfaktoren und viele Proteine, die an Signaltransduktion, Zellzykluskontrolle und Proteinstabilität beteiligt sind. Durch seine Wechselwirkungen sichert Hsp90 die funktionale Integrität dieser Schlüsselproteine und spielt somit eine zentrale Rolle in vielen zellulären Signalwegen.
Die Beteiligung an der Stabilisierung und Aktivierung so vieler Proteine macht es auch zu einem kritischen Faktor in zahlreichen Krankheiten, einschließlich Krebs, neurodegenerativen Erkrankungen und viralen Infektionen. In Krebszellen ist Hsp90 oft überexprimiert und unterstützt die gesteigerte Aktivität und Stabilität von Onkogenen. Diese Eigenschaft ist Ziel für die Entwicklung von Hsp90-Inhibitoren, die als potenzielle Krebstherapeutika getestet werden.
Mehrere Hsp90-Inhibitoren befinden sich derzeit in verschiedenen Phasen der klinischen Entwicklung. Durch die Inhibition kann die Funktion vieler onkogener Klientenproteine eingeschränkt und der Zelltod von Krebszellen induziert werden. Hinsichtlich der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen kann Hsp90 mithilfe von Inhibitoren daran gehindert werden, defekte Proteine zu stabilisieren, die sich sonst anhäufen und toxisch wirken würden.
