Co je ubiquitin a proč je důležitý?

Eukaryotické buňky

Ubiquitin, který byl nalezen ve všech eukaryotických buňkách se stejnou sekvencí aminokyselin, se evolucí prakticky nezměnil. Eukaryotické buňky, na rozdíl od prokaryotických buněk, jsou složité a obsahují jádro a další oblasti specializované funkce, oddělené membránami.

Eukaryotické buňky tvoří rostliny, houby a zvířata, zatímco prokaryotické buňky tvoří jednoduché organismy, jako jsou bakterie.

Co dělá ubikvitin?

Buňky ve vašem těle rychle hromadí a rozkládají bílkoviny. Ubiquitin se váže na proteiny a označí je k likvidaci. Tento proces se nazývá ubikvitinace.

Označené proteiny jsou přeneseny do proteazomů, aby byly zničeny. Těsně předtím, než protein vstoupí do proteazomu, je ubikvitin odpojen, aby mohl být znovu použit.

V roce 2004 byla udělena Nobelova cena za chemii Aaronovi Ciechanoverovi, Avramu Hershkovi a Irwinu Rose za objev tohoto procesu, nazývaného ubikvitinem zprostředkovaná degradace (proteolýza).

Proč je ubikvitin důležitý?

Na základě své funkce byl ubiquitin zkoumán pro roli v potenciální cílené terapii k léčbě rakoviny.

Lékaři se zaměřují na specifické nepravidelnosti v rakovinných buňkách, které jim umožňují přežít. Cílem je použít ubiquitin k manipulaci s proteinem v rakovinných buňkách, aby způsobil smrt rakovinné buňky.

Studie ubiquitinu vedla k vývoji tří inhibitorů proteazomu schválených Food and Drug Administration (FDA) k léčbě lidí s mnohočetným myelomem, formou rakoviny krve:

• bortezomib (Velcade)
• karfilzomib (Kyprolis)
• ixazomib (Ninlaro)

Může být ubiquitin použit k léčbě jiných stavů?

Podle National Cancer Institute, vědci studují ubiquitin ve vztahu k normální fyziologii, kardiovaskulárním onemocněním, rakovině a dalším poruchám. Zaměřují se na několik aspektů ubiquitinu, včetně:

• reguluje přežití a smrt rakovinných buněk
• jeho vztah ke stresu
• jeho role v mitochondriích a jeho důsledky pro onemocnění

Několik nedávných studií zkoumalo použití ubikvitinu v buněčné medicíně:

• A studie 2017 navrhl, že ubikvitin se také účastní dalších buněčných procesů, jako je aktivace zánětlivé reakce nukleárního faktoru-KB (NF-KB) a opravy poškození DNA.
• A studie 2018 navrhl, že dysfunkce ubikvitinového systému může vést k neurodegenerativním poruchám a dalším lidským onemocněním. Tato studie také ukazuje, že ubikvitinový systém se podílí na rozvoji zánětlivých a autoimunitních onemocnění, jako je artritida a psoriáza.
• A studie 2016 navrhl, že mnoho virů, včetně chřipky A (IAV), vyvolává infekci převzetím ubikvitinace.

Avšak kvůli jeho rozmanité a komplikované povaze nejsou mechanismy za fyziologickými a patofyziologickými účinky ubikvitinového systému dosud plně pochopeny.

Ubikvitin hraje důležitou roli v regulaci bílkovin na buněčné úrovni. Lékaři se domnívají, že má slibný potenciál pro různé cílené léčby buněčnou medicínou.

Studie ubiquitinu již vedla k vývoji léků pro léčbu mnohočetného myelomu, formy rakoviny krve. Tyto léky zahrnují bortezomib (Velcade), karfilzomib (Kyprolis) a ixazomib (Ninlaro).