Убиквитин - это небольшой регуляторный белок из 76 аминокислот, который был открыт в 1975 году. Он присутствует во всех эукариотических клетках, направляя движение важных белков в клетке, участвуя как в синтезе новых белков, так и в разрушении дефектных белков.
Эукариотические клетки
Обнаруженный во всех эукариотических клетках с одинаковой аминокислотной последовательностью, убиквитин практически не изменился в результате эволюции. Эукариотические клетки, в отличие от прокариотических клеток, являются сложными и содержат ядро и другие области специализированной функции, разделенные мембранами.
Эукариотические клетки составляют растения, грибы и животных, в то время как прокариотические клетки составляют простые организмы, такие как бактерии.
Что делает убиквитин?
Клетки в вашем теле накапливаются и расщепляют белки с высокой скоростью. Убиквитин прикрепляется к белкам, помечая их для утилизации. Этот процесс называется убиквитинированием.
Меченые белки доставляются в протеасомы для уничтожения. Непосредственно перед поступлением белка в протеасому убиквитин отключается для повторного использования.
В 2004 году Нобелевская премия по химии была присуждена Аарону Цехановеру, Авраму Гершко и Ирвину Роузу за открытие этого процесса, называемого убиквитин-опосредованной деградацией (протеолизом).
Почему убиквитин важен?
Основываясь на его функции, убиквитин был изучен на роль в потенциальной целевой терапии для лечения рака.
Врачи сосредотачиваются на определенных нарушениях в раковых клетках, которые позволяют им выживать. Цель состоит в том, чтобы использовать убиквитин для манипулирования белком в раковых клетках, чтобы заставить его погибать.
Исследование убиквитина привело к разработке трех ингибиторов протеасом, одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), для лечения людей с множественной миеломой, формой рака крови:
- бортезомиб (Velcade)
- Карфилзомиб (Кипролис)
- иксазомиб (нинларо)
Можно ли убиквитин использовать для лечения других заболеваний?
По данным Национального института рака, исследователи изучают убиквитин в связи с нормальной физиологией, сердечно-сосудистыми заболеваниями, раком и другими расстройствами. Они сосредоточены на нескольких аспектах убиквитина, в том числе:
- регулирование выживания и смерти раковых клеток
- его отношение к стрессу
- его роль в митохондриях и последствия этого заболевания
Несколько недавних исследований исследовали использование убиквитина в клеточной медицине:
- Исследование 2017 года показало, что убиквитин также участвует в других клеточных процессах, таких как активация воспалительного ответа ядерного фактора -κB (NF-κB) и восстановление повреждений ДНК.
- Исследование 2018 года предположило, что дисфункция убиквитиновой системы может привести к нейродегенеративным расстройствам и другим заболеваниям человека. Это исследование также показывает, что убиквитиновая система участвует в развитии воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как артрит и псориаз.
- Исследование 2016 года показало, что многие вирусы, в том числе грипп A (IAV), вызывают инфекцию, принимая убиквитинирование.
Однако из-за его разнообразного и сложного характера механизмы, лежащие в основе физиологических и патофизиологических действий убиквитиновой системы, еще не полностью поняты.
Еда на вынос
Убиквитин играет важную роль в регуляции белка на клеточном уровне. Врачи считают, что он имеет многообещающий потенциал для целенаправленного лечения клеточной медициной.
Изучение убиквитина уже привело к разработке лекарств для лечения множественной миеломы, формы рака крови. Эти препараты включают бортезомиб (Velcade), карфилзомиб (Kyprolis) и иксазомиб (Ninlaro).
