Какво е убиквитин и защо е важен?

Еукариотни клетки

Намерен във всички еукариотни клетки с една и съща аминокиселинна последователност, убиквитинът е практически непроменен от еволюцията. Еукариотните клетки, за разлика от прокариотните клетки, са сложни и съдържат ядро ​​и други области със специализирана функция, разделени от мембрани.

Еукариотните клетки изграждат растения, гъби и животни, докато прокариотните клетки съставляват прости организми като бактерии.

Какво прави убиквитин?

Клетките в тялото ви изграждат и разграждат протеините с бърза скорост. Убиквитин се прикрепя към протеините, като ги маркира за изхвърляне. Този процес се нарича убиквитинация.

Маркираните протеини се отвеждат в протеазомите, за да бъдат унищожени. Точно преди протеинът да влезе в протеазомата, убиквитинът се изключва, за да се използва отново.

През 2004 г. Нобеловата награда по химия беше присъдена на Аарон Сихановер, Аврам Хершко и Ъруин Роуз за откриването на този процес, наречен убиквитин-медиирана деградация (протеолиза).

Защо убиквитинът е важен?

Въз основа на неговата функция, убиквитинът е проучен за роля в потенциална таргетна терапия за лечение на рак.

Лекарите се фокусират върху специфични нередности в раковите клетки, които им позволяват да оцелеят. Целта е да се използва убиквитин за манипулиране на протеина в раковите клетки, за да се накара раковата клетка да умре.

Изследването на убиквитин доведе до разработването на три протеазомни инхибитора, одобрени от Агенцията по храните и лекарствата (FDA) за лечение на хора с множествен миелом, форма на рак на кръвта:

• бортезомиб (Velcade)
• карфилзомиб (Kyprolis)
• иксазомиб (нинларо)

Може ли убиквитин да се използва за лечение на други състояния?

Според Национален институт по рака, изследователите изучават убиквитин във връзка с нормалната физиология, сърдечно-съдовите заболявания, рака и други заболявания. Те се фокусират върху няколко аспекта на убиквитина, включително:

• регулира оцеляването и смъртта на раковите клетки
• връзката му със стреса
• неговата роля в митохондриите и последиците от болестта

Няколко скорошни проучвания са изследвали употребата на убиквитин в клетъчната медицина:

• А Проучване от 2017 г предполага, че убиквитинът участва и в други клетъчни процеси, като активиране на възпалителния отговор на ядрен фактор-κB (NF-κB) и възстановяване на увреждане на ДНК.
• А проучване от 2018 г предполагат, че дисфункцията на убиквитиновата система може да доведе до невродегенеративни разстройства и други човешки заболявания. Това проучване също така показва, че убиквитиновата система участва в развитието на възпалителни и автоимунни заболявания, като артрит и псориазис.
• А проучване от 2016 г предполагат, че много вируси, включително грип А (IAV), установяват инфекция, като поемат повсеместното разпространение.

Въпреки това, поради своята разнообразна и сложна природа, механизмите зад физиологичните и патофизиологичните действия на убиквитиновата система все още не са напълно разбрани.

Убиквитинът играе важна роля в регулирането на протеина на клетъчно ниво. Лекарите смятат, че има обещаващ потенциал за различни целеви лечения с клетъчна медицина.

Изследването на убиквитин вече е довело до разработването на лекарства за лечение на множествен миелом, форма на рак на кръвта. Тези лекарства включват бортезомиб (Velcade), карфилзомиб (Kyprolis) и иксазомиб (Ninlaro).