Ubiquitin er et lille, 76-aminosyre, regulerende protein, der blev opdaget i 1975. Det er til stede i alle eukaryote celler, der dirigerer bevægelsen af vigtige proteiner i cellen, deltager i både syntese af nye proteiner og ødelæggelse af defekte proteiner.
Eukaryote celler
Fundet i alle eukaryotiske celler med den samme aminosyresekvens har ubiquitin været næsten uændret ved udvikling. Eukaryote celler, i modsætning til prokaryote celler, er komplekse og indeholder en kerne og andre områder af specialiseret funktion, adskilt af membraner.
Eukaryote celler udgør planter, svampe og dyr, mens prokaryote celler udgør enkle organismer som bakterier.
Hvad gør ubiquitin?
Cellerne i din krop bygger op og nedbryder proteiner i en hurtig hastighed. Ubiquitin fastgøres til proteiner og mærker dem til bortskaffelse. Denne proces kaldes ubiquitination.
Mærkede proteiner føres til proteasomer for at blive ødelagt. Lige inden proteinet kommer ind i proteasomet frakobles ubiquitin til brug 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 dens funktion er ubiquitin undersøgt for en rolle i potentiel målrettet terapi til behandling af kræft.
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 proteasominhibitorer, der er godkendt af Food and Drug Administration (FDA) til behandling af mennesker med multipelt myelom, en form for blodkræft:
- bortezomib (velcade)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Kan ubiquitin bruges til behandling af 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:
- regulerer overlevelse og død af kræftceller
- dets forhold til stress
- dens rolle ved mitokondrier og dens sygdomskonsekvenser
Flere nylige studier har undersøgt brugen af ubiquitin i cellemedicin:
- En undersøgelse fra 2017 antydede, 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 undersøgelse fra 2018 antydede, at dysfunktion af ubiquitin-systemet kan føre til neurodegenerative lidelser og andre menneskelige sygdomme. Denne undersøgelse viser også, at ubiquitinsystemet er involveret i udviklingen af inflammatoriske og autoimmune sygdomme, såsom gigt og psoriasis.
- En undersøgelse fra 2016 antydede, at mange vira, herunder influenza A (IAV), etablerer infektion ved at overtage ubiquitination.
På grund af dens forskellige og komplicerede karakter er mekanismerne bag de fysiologiske og patofysiologiske handlinger i ubiquitinsystemet endnu ikke fuldt ud forstået.
Takeaway
Ubiquitin spiller en vigtig rolle i reguleringen af protein på det cellulære niveau. Læger mener, at det har lovende potentiale for en række målrettede cellulære medicinbehandlinger.
Undersøgelsen af ubiquitin har allerede ført til udviklingen af medicin til behandling af multiple myelomer, en form for blodkræft. Disse lægemidler inkluderer bortezomib (velcade), carfilzomib (Kyprolis) og ixazomib (Ninlaro).
