Какво представлява убиквитинът и защо е важен?

Убиквитинът е малък, 76-аминокиселинен, регулаторен протеин, открит през 1975 г. Той присъства във всички еукариотни клетки, насочвайки движението на важни протеини в клетката, участвайки както в синтеза на нови протеини, така и в унищожаването на дефектни протеини.

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.

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

Какво прави убиквитинът?

Клетките в тялото ви бързо се изграждат и разграждат протеините. Убиквитинът се свързва с протеините, като ги маркира за изхвърляне. Този процес се нарича убиквитация.

Маркираните протеини се отнасят до протеазомите, за да бъдат унищожени. Точно преди протеинът да навлезе в протеазомата, убиквитинът се прекъсва, за да се използва отново.

През 2004 г. Нобеловата награда за химия беше присъдена на Аарон Цихановер, Аврам Хершко и Ървин Роуз за откриването на този процес, наречен убихитинова медиирана деградация (протеолиза).

Защо убиквитинът е важен?

Въз основа на неговата функция, убиквитинът е проучен за ролята в потенциалната целенасочена 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 доведе до смърт на раковите клетки.

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

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

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

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

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

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

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

Въпреки това, поради разнообразния и сложен характер, механизмите на физиологичните и патофизиологичните действия на убиквитиновата система все още не са напълно изяснени.

Вземането

Убиквитинът играе важна роля в регулирането на протеините на клетъчно ниво. Лекарите вярват, че има обещаващ потенциал за разнообразни целенасочени лечения на клетъчни лекарства.

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).