Co to jest ubikwityna i dlaczego jest ważna?

Ubikwityna to małe, 76-aminokwasowe białko regulatorowe, które zostało odkryte w 1975 roku. Jest obecna we wszystkich komórkach eukariotycznych, kierując ruchem ważnych białek w komórce, uczestnicząc zarówno w syntezie nowych białek, jak i niszczeniu białek wadliwych.

Komórki eukariotyczne

Znajdująca się we wszystkich komórkach eukariotycznych o tej samej sekwencji aminokwasów ubikwityna pozostała praktycznie niezmieniona w wyniku ewolucji. Komórki eukariotyczne, w przeciwieństwie do komórek prokariotycznych, są złożone i zawierają jądro i inne obszary o wyspecjalizowanej funkcji, oddzielone błonami.

Komórki eukariotyczne tworzą rośliny, grzyby i zwierzęta, podczas gdy komórki prokariotyczne tworzą proste organizmy, takie jak bakterie.

Co robi ubikwityna?

Komórki w twoim ciele szybko budują i rozkładają białka. Ubikwityna przyłącza się do białek, oznaczając je do utylizacji. Ten proces nazywa się ubikwitynacją.

Oznaczone białka są przenoszone do proteasomów w celu zniszczenia. Tuż przed wejściem białka do proteasomu ubikwityna jest odłączana i może być ponownie użyta.

W 2004 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali Aaron Ciechanover, Avram Hershko i Irwin Rose za odkrycie tego procesu, zwanego degradacją za pośrednictwem ubikwityny (proteoliza).

Dlaczego ubikwityna jest ważna?

Na podstawie jej funkcji przebadano rolę ubikwityny w potencjalnej terapii celowanej w leczeniu raka.

Lekarze koncentrują się na określonych nieprawidłowościach w komórkach nowotworowych, które pozwalają im przetrwać. Celem jest użycie ubikwityny do manipulowania białkiem w komórkach rakowych, aby spowodować śmierć komórki rakowej.

Badanie ubikwityny doprowadziło do opracowania trzech inhibitorów proteasomów zatwierdzonych przez Food and Drug Administration (FDA) do leczenia osób ze szpiczakiem mnogim, formą raka krwi:

• bortezomib (rzep)
• karfilzomib (Kyprolis)
• iksazomib (Ninlaro)

Czy ubikwitynę można stosować w leczeniu innych schorzeń?

Według National Cancer Institute naukowcy badają ubikwitynę w odniesieniu do normalnej fizjologii, chorób układu krążenia, raka i innych zaburzeń. Koncentrują się na kilku aspektach ubikwityny, w tym:

• regulowanie przeżycia i śmierci komórek rakowych
• jej związek ze stresem
• jego rola w mitochondriach i implikacje chorobowe

Kilka ostatnich badań dotyczyło zastosowania ubikwityny w medycynie komórkowej:

• Badanie z 2017 roku sugeruje, że ubikwityna jest również zaangażowana w inne procesy komórkowe, takie jak aktywacja odpowiedzi zapalnej czynnika jądrowego-κB (NF-κB) i naprawa uszkodzeń DNA.
• Badanie z 2018 roku zasugerowało, że dysfunkcja układu ubikwityny może prowadzić do zaburzeń neurodegeneracyjnych i innych chorób u ludzi. Badanie to wskazuje również, że układ ubikwityny jest zaangażowany w rozwój chorób zapalnych i autoimmunologicznych, takich jak zapalenie stawów i łuszczyca.
• Badanie z 2016 roku sugeruje, że wiele wirusów, w tym grypa A (IAV), wywołuje infekcję, przejmując ubikwitynację.

Jednak ze względu na jego zróżnicowany i skomplikowany charakter mechanizmy stojące za fizjologicznymi i patofizjologicznymi działaniami układu ubikwityny nie zostały jeszcze w pełni poznane.

Na wynos

Ubikwityna odgrywa ważną rolę w regulacji białka na poziomie komórkowym. Lekarze uważają, że ma obiecujący potencjał w zakresie różnorodnych ukierunkowanych terapii komórkowych.

Badania nad ubikwityną doprowadziły już do opracowania leków do leczenia szpiczaka mnogiego, formy raka krwi. Leki te obejmują bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) i ixazomib (Ninlaro).