Az ubiquitin egy kicsi, 76 aminosavból álló, szabályozó fehérje, amelyet 1975-ben fedeztek fel. Minden eukarióta sejtben jelen van, irányítja a sejtben lévő fontos fehérjék mozgását, részt vesz mind az új fehérjék szintézisében, mind a hibás fehérjék elpusztításában.
Eukarióta sejtek
Az azonos aminosav-szekvenciájú összes eukarióta sejtben megtalálható ubiquitin az evolúció során gyakorlatilag nem változott. Az eukarióta sejtek, szemben a prokarióta sejtekkel, összetettek, és tartalmaznak egy magot és más speciális funkciójú területeket, amelyeket membránok választanak el egymástól.
Az eukarióta sejtek növényeket, gombákat és állatokat alkotnak, míg a prokarióta sejtek egyszerű organizmusokat, például baktériumokat.
Mit csinál az ubiquitin?
A tested sejtjei gyorsan felépítik és lebontják a fehérjéket. Az ubiquitin a fehérjékhez kötődik, és megsemmisítés céljából megcímkézi őket. Ezt a folyamatot ubiquitination-nek nevezzük.
A megjelölt fehérjéket proteaszómákba viszik, hogy megsemmisítsék őket. Közvetlenül azelőtt, hogy a fehérje bejutna a proteaszómába, az ubiquitin szétkapcsolódik és újra felhasználható.
2004-ben a kémiai Nobel-díjat Aaron Ciechanover, Avram Hershko és Irwin Rose kapta meg ennek a folyamatnak a felfedezéséért, amelyet ubiquitin által közvetített lebontásnak (proteolízisnek) neveznek.
Miért fontos az ubiquitin?
Funkciója alapján az ubiquitin szerepét tanulmányozták a rák kezelésére szolgáló lehetséges célzott terápiában.
Az orvosok a rákos sejtek specifikus szabálytalanságaira koncentrálnak, amelyek lehetővé teszik számukra a túlélést. A cél az ubiquitin felhasználása a rákos sejtekben található fehérje manipulálására, hogy a rákos sejt elpusztuljon.
Az ubiquitin vizsgálata az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA) által jóváhagyott három proteaszóma-inhibitor kifejlesztéséhez vezetett a myeloma multiplexben szenvedő emberek, a vérrák egyik formájának kezelésére:
- bortezomib (tépőzáras)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Használható-e az ubiquitin más állapotok kezelésére?
Az Országos Rákintézet szerint a kutatók az ubiquitint tanulmányozzák a normál fiziológiával, a szív- és érrendszeri betegségekkel, a rákkal és más rendellenességekkel kapcsolatban. Az ubiquitin számos aspektusára összpontosítanak, többek között:
- a rákos sejtek túlélésének és halálának szabályozása
- a stresszhez való viszonya
- mitokondriumokban betöltött szerepe és betegségei
Számos legújabb tanulmány vizsgálta az ubiquitin alkalmazását a sejtgyógyászatban:
- Egy 2017-es tanulmány azt sugallta, hogy az ubiquitin részt vesz más sejtes folyamatokban is, például a nukleáris faktor-κB (NF-κB) gyulladásos válasz aktiválásában és a DNS károsodásának helyreállításában.
- Egy 2018-as tanulmány azt sugallta, hogy az ubiquitin rendszer diszfunkciója neurodegeneratív rendellenességekhez és más emberi betegségekhez vezethet. Ez a tanulmány azt is jelzi, hogy az ubiquitin rendszer részt vesz a gyulladásos és autoimmun betegségek, például az ízületi gyulladás és a pikkelysömör kialakulásában.
- Egy 2016-os tanulmány azt sugallta, hogy sok vírus, köztük az A influenza (IAV), az ubiquitination átvétele révén állapítja meg a fertőzést.
Különböző és bonyolult jellege miatt azonban az ubiquitin rendszer fiziológiai és patofiziológiai hatásainak mechanizmusai még nem teljesen ismertek.
Az elvitel
Az ubiquitin fontos szerepet játszik a fehérje szabályozásában a sejtek szintjén. Az orvosok úgy gondolják, hogy ígéretes lehetősége van különféle célzott sejtgyógyászati kezelésekre.
Az ubiquitin vizsgálata már a myeloma multiplex, a vérrák egyik formájának kezelésére szolgáló gyógyszerek kifejlesztéséhez vezetett. Ezek a gyógyszerek közé tartoznak a bortezomib (Velcade), a carfilzomib (Kyprolis) és az ixazomib (Ninlaro).
