Ubiquitinas yra mažas, 76 aminorūgščių, reguliuojantis baltymas, kuris buvo atrastas 1975 m. Jo yra visose eukariotinėse ląstelėse, nukreipiančiuose svarbių baltymų judėjimą ląstelėje, dalyvaujant tiek naujų baltymų sintezėje, tiek sunaikinant baltymus su trūkumais.
Eukariotų ląstelės
Rasta visose eukariotų ląstelėse su ta pačia aminorūgščių seka, ubiquitinas evoliucijos metu beveik nepakito. Eukariotų ląstelės, priešingai nei prokariotinės ląstelės, yra sudėtingos ir jose yra branduolys ir kitos specializuotos funkcijos sritys, atskirtos membranomis.
Eukariotinės ląstelės sudaro augalus, grybelius ir gyvūnus, o prokariotinės ląstelės sudaro paprastus organizmus, tokius kaip bakterijos.
Ką veikia ubikvitinas?
Jūsų kūno ląstelės greitai kaupia ir skaido baltymus. Ubiquitinas prisijungia prie baltymų, žymėdamas juos šalinimui. Šis procesas vadinamas visuotiniu.
Pažymėti baltymai paimami į proteasomas, kad būtų sunaikinti. Prieš baltymui patenkant į proteasomą, ubiquitinas atjungiamas, kad vėl būtų naudojamas.
2004 m. Nobelio chemijos premija buvo paskirta Aaron Ciechanover, Avram Hershko ir Irwinui Rose už šio proceso, vadinamo ubikvitino sukeltu skilimu (proteolizė), atradimą.
Kodėl ubikvitinas yra svarbus?
Atsižvelgiant į jo funkciją, buvo tiriamas ubiquitino vaidmuo potencialiai tikslinėje terapijoje vėžiui gydyti.
Gydytojai daug dėmesio skiria specifiniams vėžio ląstelių pažeidimams, kurie leidžia joms išgyventi. Tikslas yra naudoti ubikvitiną manipuliuojant vėžinių ląstelių baltymais, kad vėžinė ląstelė žūtų.
Ubiquitino tyrimas paskatino sukurti tris proteasomų inhibitorius, patvirtintus Maisto ir vaistų administracijos (FDA), skirtus žmonėms, sergantiems išsėtine mieloma, kuri yra kraujo vėžio forma:
- bortezomibo (Velcade)
- karfilzomibo (Kyprolis)
- „ixazomib“(„Ninlaro“)
Ar ubikvitinas gali būti naudojamas kitoms ligoms gydyti?
Nacionalinio vėžio instituto duomenimis, mokslininkai tiria ubiquitiną, atsižvelgiant į normalią fiziologiją, širdies ir kraujagyslių ligas, vėžį ir kitus sutrikimus. Jie sutelkia dėmesį į kelis ubikvitino aspektus, įskaitant:
- reguliuojančios vėžio ląstelių išgyvenimą ir mirtį
- jos santykis su stresu
- jo vaidmuo mitochondrijose ir jo padariniai ligai
Keletas naujausių tyrimų ištyrė ubikvitino naudojimą ląstelių medicinoje:
- 2017 m. Tyrimas pasiūlė, kad ubiquitinas taip pat dalyvauja kituose ląstelių procesuose, tokiuose kaip branduolinio faktoriaus-KB (NF-κB) uždegiminio atsako aktyvinimas ir DNR pažeidimo atstatymas.
- 2018 m. Tyrimas pasiūlė, kad ubiquitino sistemos disfunkcija gali sukelti neurodegeneracinius sutrikimus ir kitas žmonių ligas. Šis tyrimas taip pat rodo, kad ubiquitino sistema dalyvauja kuriant uždegimines ir autoimunines ligas, tokias kaip artritas ir psoriazė.
- 2016 m. Tyrimas parodė, kad daugelis virusų, įskaitant gripą A (IAV), užsikrečia ubikvitinacijos būdu.
Tačiau dėl skirtingo ir sudėtingo ubiquitino sistemos fiziologinio ir patofiziologinio poveikio mechanizmai dar nėra iki galo išaiškinti.
Paėmimas
Ubiquitinas vaidina svarbų vaidmenį reguliuodamas baltymus ląstelių lygiu. Gydytojai tiki, kad jis turi perspektyvų įvairių tikslinių ląstelinių vaistų gydymo potencialą.
Ubiquitino tyrimas jau leido sukurti vaistus, skirtus išsėtinei mielomai - kraujo vėžio formai - gydyti. Šie vaistai apima bortezomibo (Velcade), karfilzomibo (Kyprolis) ir ixazomib (Ninlaro).
