Hvad er Ubiquitin, og hvorfor er det vigtigt?

Eukaryote celler

Ubiquitin, som findes i alle eukaryote celler med den samme aminosyresekvens, har været praktisk talt uændret af evolution. Eukaryote celler, i modsætning til prokaryote celler, er komplekse og indeholder en kerne og andre områder med specialiseret funktion, adskilt af membraner.

Eukaryote celler udgør planter, svampe og dyr, mens prokaryote celler udgør simple organismer som bakterier.

Hvad gør ubiquitin?

Cellerne i din krop opbygger og nedbryder proteiner i et hurtigt tempo. Ubiquitin binder sig til proteiner og mærker dem til bortskaffelse. Denne proces kaldes ubiquitinering.

Tagede proteiner føres til proteasomer for at blive ødelagt. 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 cancer.

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 godkendt af Food and Drug Administration (FDA) til at behandle 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-sygdomme, kræft og andre lidelser. De fokuserer på flere aspekter af ubiquitin, herunder:

• regulering af kræftcellers overlevelse og død
• dets forhold til stress
• dets rolle ved mitokondrier og dets sygdomsimplikationer

Adskillige nyere undersøgelser har undersøgt brugen af ​​ubiquitin i cellulær medicin:

• EN 2017 undersøgelse foreslog, at ubiquitin også er involveret i andre cellulære processer, såsom aktivering af nuklear faktor-KB (NF-KB) inflammatorisk respons og reparation af DNA-skader.
• EN 2018 undersøgelse antydet, at dysfunktion af ubiquitinsystemet kan føre til neurodegenerative lidelser og andre menneskelige sygdomme. Denne undersøgelse indikerer også, at ubiquitin-systemet er involveret i udviklingen af ​​inflammatoriske og autoimmune sygdomme, såsom gigt og psoriasis.
• EN 2016 undersøgelse antydet, at mange vira, herunder influenza A (IAV), etablerer infektion ved at overtage ubiquitination.

Men på grund af dets forskelligartede og komplicerede natur er mekanismerne bag de fysiologiske og patofysiologiske virkninger af ubiquitinsystemet endnu ikke fuldt ud forstået.

Ubiquitin spiller en vigtig rolle i at regulere protein på celleniveau. Læger mener, at det har et lovende potentiale for en række målrettede cellulærmedicinske behandlinger.

Undersøgelsen af ​​ubiquitin har allerede ført til udviklingen af ​​medicin til behandling af myelomatose, en form for blodkræft. Disse lægemidler omfatter bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) og ixazomib (Ninlaro).