Ubiquitin er et lille regulatorisk protein med 76 aminosyrer, der blev opdaget i 1975. Det er til stede i alle eukaryote celler, der styrer bevægelsen af vigtige proteiner i cellen og deltager i både syntesen af nye proteiner og ødelæggelsen af defekte proteiner.
Eukaryote celler
Fundet i alle eukaryote celler med den samme aminosyresekvens, har ubiquitin været næsten uændret ved evolution. Eukaryote celler, i modsætning til prokaryote celler, er komplekse og indeholder en kerne og andre områder med specialfunktion, adskilt af membraner.
Eukaryote celler udgør planter, svampe og dyr, mens prokaryote celler udgør enkle organismer som bakterier.
Hvad gør ubiquitin?
Cellerne i din krop opbygges og nedbryder proteiner i hurtig hastighed. Ubiquitin binder sig til proteiner og mærker dem til bortskaffelse. Denne proces kaldes ubiquitination.
Mærkede proteiner føres til proteasomer, der skal destrueres. Lige før proteinet kommer ind i proteasomet, afbrydes ubiquitin for at blive brugt igen.
I 2004 blev Nobelprisen i kemi tildelt Aaron Ciechanover, Avram Hershko og Irwin Rose for opdagelsen af denne proces, kaldet ubiquitin-medieret nedbrydning (proteolyse).
Hvorfor er ubiquitin vigtigt?
Baseret på dets funktion er ubiquitin blevet undersøgt for en rolle i potentiel målrettet terapi til behandling af kræft.
Læger fokuserer på specifikke uregelmæssigheder i kræftcellerne, der giver dem mulighed for at overleve. Målet er at bruge ubiquitin til at manipulere proteinet i kræftceller for at få kræftcellen til at dø.
Undersøgelsen af ubiquitin har ført til udviklingen af tre proteasomhæmmere, der er godkendt af Food and Drug Administration (FDA) til behandling af mennesker med myelomatose, en form for blodkræft:
- bortezomib (velcade)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Kan ubiquitin bruges til at behandle andre tilstande?
Ifølge National Cancer Institute studerer forskere ubiquitin i forhold til normal fysiologi, hjerte-kar-sygdom, kræft og andre lidelser. De fokuserer på flere aspekter af ubiquitin, herunder:
- regulering af overlevelse og død af kræftceller
- dets forhold til stress
- dens rolle i mitokondrier og dens sygdomsimplikationer
Flere nylige undersøgelser har undersøgt brugen af ubiquitin i cellulær medicin:
- En undersøgelse fra 2017 foreslog, at ubiquitin også er involveret i andre cellulære processer, såsom aktivering af inflammatorisk respons af nuklear faktor-KB (NF-KB) og reparation af DNA-skader.
- En undersøgelse fra 2018 foreslog, at dysfunktion i ubiquitinsystemet kan føre til neurodegenerative lidelser og andre menneskelige sygdomme. Denne undersøgelse indikerer også, at ubiquitinsystemet er involveret i udviklingen af inflammatoriske og autoimmune sygdomme, såsom arthritis og psoriasis.
- En 2016-undersøgelse foreslog, at mange vira, herunder influenza A (IAV), etablerede infektion ved at overtage ubiquitination.
På grund af dets forskelligartede og komplicerede natur er mekanismerne bag ubiquitinsystemets fysiologiske og patofysiologiske handlinger endnu ikke fuldt ud forstået.
Takeaway
Ubiquitin spiller en vigtig rolle i reguleringen af protein på mobilniveau. Læger mener, at det har et lovende potentiale for en række målrettede cellulære medicinbehandlinger.
Undersøgelsen af ubiquitin har allerede ført til udvikling af medicin til behandling af multipelt myelom, en form for blodkræft. Disse medikamenter inkluderer bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) og ixazomib (Ninlaro).
