Mikä on ubikvitiini ja miksi se on tärkeää?

Ubikitiini on pieni, 76 aminohapon säätelyproteiini, joka löydettiin vuonna 1975. Sitä esiintyy kaikissa eukaryoottisoluissa, mikä ohjaa tärkeiden proteiinien liikkumista solussa, osallistumalla sekä uusien proteiinien synteesiin että viallisten proteiinien tuhoutumiseen.

Eukaryoottiset solut

Kaikista eukaryoottisoluista, joilla on sama aminohapposekvenssi, evoluutio ei ole muuttanut ubikvitiiniä käytännössä. Eukaryoottisolut, toisin kuin prokaryoottisolut, ovat monimutkaisia ​​ja sisältävät ytimen ja muita erikoistuneita toimintoja, jotka on erotettu kalvoilla.

Eukaryoottisolut muodostavat kasveja, sieniä ja eläimiä, kun taas prokaryoottisolut muodostavat yksinkertaisia ​​organismeja, kuten bakteereja.

Mitä ubikitiini tekee?

Kehosi solut rakentavat ja hajottavat proteiineja nopeasti. Ubikitiini kiinnittyy proteiineihin ja merkitsee ne hävitettäväksi. Tätä prosessia kutsutaan ubikvitinaatioksi.

Merkityt proteiinit viedään tuhottaviin proteasomeihin. Juuri ennen proteiinin pääsyä proteasomiin ubikitiini irrotetaan käytöstä uudelleen.

Vuonna 2004 Nobelin kemian palkinto myönnettiin Aaron Ciechanoverille, Avram Hershkolle ja Irwin Roseille tämän prosessin löytämisestä, jota kutsutaan ubikitiinivälitteiseksi hajoamiseksi (proteolyysi).

Miksi ubikitiini on tärkeä?

Toimintansa perusteella ubikvitiinia on tutkittu roolissa mahdollisessa kohdennetussa hoidossa syövän hoidossa.

Lääkärit keskittyvät syöpäsolujen erityisiin sääntöjenvastaisuuksiin, jotka antavat heille mahdollisuuden selviytyä. Tavoitteena on käyttää ubikitiiniä syöpäsolujen proteiinin manipuloimiseksi syöpäsolun kuolemiseksi.

Ubikitiinitutkimus on johtanut kolmen proteasomin estäjän kehittämiseen, jotka Food and Drug Administration (FDA) on hyväksynyt multippelin myelooman, eräänlaisen verisyövän, ihmisten hoitoon:

• bortetsomibi (Velcade)
• karfiltsomibi (Kyprolis)
• iksatsomibi (Ninlaro)

Voiko ubikitiiniä käyttää muiden sairauksien hoitoon?

Kansallisen syöpäinstituutin mukaan tutkijat tutkivat ubikitiinia suhteessa normaaliin fysiologiaan, sydän- ja verisuonitauteihin, syöpään ja muihin häiriöihin. He keskittyvät useisiin ubikitiinin näkökohtiin, mukaan lukien:

• säätelevät syöpäsolujen eloonjäämistä ja kuolemaa
• sen suhde stressiin
• sen rooli mitokondrioissa ja sen vaikutukset tauteihin

Useissa viimeaikaisissa tutkimuksissa on tutkittu ubikitiinin käyttöä solulääketieteessä:

• Vuonna 2017 tehdyssä tutkimuksessa ehdotettiin, että ubikvitiini osallistuu myös muihin soluprosesseihin, kuten ydintekijä-KB (NF-KB) tulehdusreaktion aktivoitumiseen ja DNA-vaurioiden korjaamiseen.
• Vuoden 2018 tutkimuksessa ehdotettiin, että ubikitiinijärjestelmän toimintahäiriöt voivat johtaa neurodegeneratiivisiin häiriöihin ja muihin ihmisen sairauksiin. Tämä tutkimus osoittaa myös, että ubikitiinijärjestelmä osallistuu tulehduksellisten ja autoimmuunisairauksien, kuten niveltulehduksen ja psoriaasin, kehittymiseen.
• Vuonna 2016 tehdyssä tutkimuksessa ehdotettiin, että monet virukset, mukaan lukien influenssa A (IAV), todistavat infektion ottamalla yli ubikitinaation.

Monipuolisen ja monimutkaisen luonteensa vuoksi ubikitiinijärjestelmän fysiologisten ja patofysiologisten vaikutusten taustalla olevia mekanismeja ei kuitenkaan vielä täysin ymmärretä.

Nouto

Ubikitiinillä on tärkeä rooli proteiinin säätelyssä solutasolla. Lääkärit uskovat, että sillä on lupaavia mahdollisuuksia erilaisiin kohdennettuihin solulääkehoitoihin.

Ubikitiinitutkimus on jo johtanut lääkkeiden kehittämiseen multippelin myelooman, eräänlaisen verisyövän, hoitoon. Näitä lääkkeitä ovat bortetsomibi (Velcade), karfiltsomibi (Kyprolis) ja ixatsomibi (Ninlaro).