Убиквитинът е малка, 76-аминокиселина, регулаторен протеин, която е открита през 1975 г. Той присъства във всички еукариотни клетки, насочва движението на важни протеини в клетката, участва както в синтеза на нови протеини, така и в унищожаването на дефектните протеини.
Еукариотни клетки
Открит във всички еукариотни клетки с една и съща последователност на аминокиселини, убиквитинът е практически непроменен от еволюцията. Еукариотичните клетки, за разлика от прокариотните клетки, са сложни и съдържат ядро и други области със специализирана функция, разделени от мембрани.
Еукариотичните клетки съставляват растения, гъбички и животни, докато прокариотичните клетки съставляват прости организми като бактерии.
Какво прави убиквитинът?
Клетките в тялото ви се натрупват и разграждат протеините бързо. Убиквитинът се свързва с протеини, маркирайки ги за изхвърляне. Този процес се нарича повсеместност.
Маркираните протеини се отвеждат към протеазомите, за да бъдат унищожени. Точно преди протеинът да влезе в протеазомата, убиквитинът се прекъсва, за да се използва отново.
През 2004 г. Нобеловата награда за химия бе присъдена на Аарон Цехановер, Аврам Хершко и Ъруин Роуз за откриването на този процес, наречен убиквитин, медииран деградация (протеолиза).
Защо е важен убиквитинът?
Въз основа на функцията му, убиквитинът е проучен за роля в потенциалната таргетна 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 причини смъртта на раковата клетка.
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 (велкада)
- карфилзомиб (Kyprolis)
- иксазомиб (Ninlaro)
Може ли убиквитин да се използва за лечение на други състояния?
Според Националния раков институт, изследователите изучават убиквитина във връзка с нормалната физиология, сърдечно-съдови заболявания, рак и други разстройства. Те се фокусират върху няколко аспекта на убиквитина, включително:
- регулиране на оцеляването и смъртта на раковите клетки
- връзката му със стреса
- ролята му при митохондриите и последствията от заболяването
Няколко скорошни проучвания изследват употребата на убиквитин в клетъчната медицина:
- Изследване от 2017 г. предполага, че убиквитинът също участва в други клетъчни процеси, като активиране на възпалителния отговор на ядрен фактор-κB (NF-κB) и възстановяване на увреждането на ДНК.
- Изследване от 2018 г. предполага, че дисфункцията на убиквитиновата система може да доведе до невродегенеративни разстройства и други човешки заболявания. Това проучване също показва, че убиквитиновата система участва в развитието на възпалителни и автоимунни заболявания, като артрит и псориазис.
- Изследване от 2016 г. предполага, че много вируси, включително грип A (IAV), установяват инфекция, като поемат повсеместно разпространение.
Въпреки това, поради разнообразния си и сложен характер, механизмите, стоящи зад физиологичните и патофизиологичните действия на убиквитиновата система, все още не са напълно изяснени.
Отвеждането
Убиквитинът играе важна роля за регулирането на протеините на клетъчно ниво. Лекарите смятат, че той има обещаващ потенциал за разнообразие от насочени клетъчни лекарства.
Проучването на убиквитин вече доведе до разработването на лекарства за лечение на множествен миелом, форма на рак на кръвта. Тези лекарства включват бортезомиб (Velcade), карфилзомиб (Kyprolis) и иксазомиб (Ninlaro).
