Co je ubikvitin a proč je to důležité?

Obsah

• Eukaryotické buňky
• Co dělá ubikvitin?
• Proč je ubikvitin důležitý?
• Může být ubikvitin použit k léčbě jiných stavů?
• Jídlo s sebou

Ubikvitin je malý regulační protein se 76 aminokyselinami, který byl objeven v roce 1975. Je přítomen ve všech eukaryotických buňkách a řídí pohyb důležitých proteinů v buňce a podílí se jak na syntéze nových proteinů, tak na destrukci defektních proteinů.

Eukaryotické buňky

Ubiquitin, který se nachází ve všech eukaryotických buňkách se stejnou aminokyselinovou sekvencí, se evolucí prakticky nezměnil. Eukaryotické buňky, na rozdíl od prokaryotických buněk, jsou složité a obsahují jádro a další oblasti specializované funkce oddělené membránami.

Eukaryotické buňky tvoří rostliny, houby a zvířata, zatímco prokaryotické buňky tvoří jednoduché organismy, jako jsou bakterie.

Co dělá ubikvitin?

Buňky ve vašem těle se hromadí a rychle rozkládají bílkoviny. Ubikvitin se váže na bílkoviny a označuje je k likvidaci. Tento proces se nazývá ubikvitinace.

Značené proteiny jsou odváděny do proteazomů, které mají být zničeny. Těsně předtím, než protein vstoupí do proteazomu, je ubikvitin odpojen, aby mohl být znovu použit.

V roce 2004 byla Nobelova cena za chemii udělena Aaronovi Ciechanoverovi, Avramovi Hershkovi a Irwin Rose za objev tohoto procesu zvaného degradace zprostředkovaná ubikvitinem (proteolýza).

Proč je ubikvitin důležitý?

Na základě své funkce byl ubikvitin studován na roli v potenciální cílené terapii k léčbě rakoviny.

Lékaři se zaměřují na konkrétní nepravidelnosti v rakovinných buňkách, které jim umožňují přežít. Cílem je pomocí ubikvitinu manipulovat s proteinem v rakovinných buňkách tak, aby rakovinová buňka zemřela.

Studie ubikvitinu vedla k vývoji tří inhibitorů proteazomu schválených Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) k léčbě lidí s mnohočetným myelomem, formou rakoviny krve:

• bortezomib (Velcade)
• carfilzomib (Kyprolis)
• ixazomib (Ninlaro)

Může být ubikvitin použit k léčbě jiných stavů?

Podle Národního onkologického institutu vědci studují ubikvitin ve vztahu k normální fyziologii, kardiovaskulárním chorobám, rakovině a dalším poruchám. Zaměřují se na několik aspektů ubikvitinu, včetně:

• regulující přežití a smrt rakovinných buněk
• jeho vztah ke stresu
• její role v mitochondriích a její důsledky pro onemocnění

Několik nedávných studií zkoumalo použití ubikvitinu v buněčné medicíně:

• Předpokládá se, že ubikvitin je také zapojen do dalších buněčných procesů, jako je aktivace zánětlivé reakce nukleárního faktoru-kB (NF-kB) a oprava poškození DNA.
• Předpokládá se, že dysfunkce ubikvitinového systému může vést k neurodegenerativním poruchám a dalším lidským chorobám. Tato studie také naznačuje, že ubikvitinový systém se podílí na vývoji zánětlivých a autoimunitních onemocnění, jako je artritida a psoriáza.
• Navrhuje se, aby mnoho virů, včetně chřipky A (IAV), vyvolalo infekci převzetím ubikvitinace.

Vzhledem ke své rozmanité a komplikované povaze však mechanismy fyziologických a patofyziologických účinků ubikvitinového systému ještě nejsou plně pochopeny.

Jídlo s sebou

Ubikvitin hraje důležitou roli v regulaci bílkovin na buněčné úrovni. Lékaři se domnívají, že má slibný potenciál pro různé cílené léčby buněčnou medicínou.

Studie ubikvitinu již vedla k vývoji léků k léčbě mnohočetného myelomu, což je forma rakoviny krve. Mezi tyto léky patří bortezomib (Velcade), karfilzomib (Kyprolis) a ixazomib (Ninlaro).