Ubiquitin är ett litet, 76-aminosyrareglerande protein som upptäcktes 1975. Det finns i alla eukaryota celler och styr rörelsen av viktiga proteiner i cellen, deltar i både syntesen av nya proteiner och förstörelsen av defekta proteiner.
Eukaryota celler
Hittades i alla eukaryota celler med samma aminosyrasekvens, har ubiquitin praktiskt taget förändrats genom evolution. I motsats till prokaryota celler är eukaryota celler komplexa och innehåller en kärna och andra områden med specialiserad funktion, separerade med membran.
Eukaryota celler utgör växter, svampar och djur, medan prokaryota celler utgör enkla organismer som bakterier.
Vad gör ubiquitin?
Cellerna i kroppen bygger upp och bryter ner proteiner i snabb takt. Ubiquitin fäster på proteiner och märker dem för bortskaffande. Denna process kallas ubiquitination.
Taggade proteiner tas till proteasomer för att förstöras. Strax innan proteinet går in i proteasomen kopplas ubiquitin bort för att användas igen.
2004 delades Nobelpriset i kemi ut till Aaron Ciechanover, Avram Hershko och Irwin Rose för upptäckten av denna process, kallad ubiquitin-medierad nedbrytning (proteolys).
Varför är ubiquitin viktigt?
Baserat på dess funktion har ubiquitin studerats för en roll i potentiellt riktad terapi för att behandla cancer.
Läkarna fokuserar på specifika oegentligheter i cancercellerna som gör att de kan överleva. Målet är att använda ubiquitin för att manipulera proteinet i cancerceller för att få cancercellen att dö.
Studien av ubiquitin har lett till utvecklingen av tre proteasomhämmare som godkänts av Food and Drug Administration (FDA) för att behandla personer med multipelt myelom, en form av blodcancer:
- bortezomib (Velcade)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Kan ubiquitin användas för att behandla andra tillstånd?
Enligt National Cancer Institute studerar forskare ubiquitin i förhållande till normal fysiologi, hjärt-kärlsjukdom, cancer och andra störningar. De fokuserar på flera aspekter av ubiquitin, inklusive:
- som reglerar överlevnad och död av cancerceller
- dess förhållande till stress
- dess roll vid mitokondrier och dess sjukdomskonsekvenser
Flera nya studier har undersökt användningen av ubiquitin i cellmedicin:
- En studie från 2017 föreslog att ubiquitin också är involverat i andra cellulära processer, såsom aktivering av kärnfaktor-kB (NF-kB) inflammatoriskt svar och reparation av DNA-skador.
- En studie från 2018 föreslog att dysfunktion i ubiquitinsystemet kan leda till neurodegenerativa störningar och andra mänskliga sjukdomar. Denna studie indikerar också att ubiquitinsystemet är involverat i utvecklingen av inflammatoriska och autoimmuna sjukdomar, såsom artrit och psoriasis.
- En studie från 2016 föreslog att många virus, inklusive influensa A (IAV), upprättar infektion genom att ta över ubiquitination.
På grund av dess mångsidiga och komplicerade natur är emellertid mekanismerna bakom de fysiologiska och patofysiologiska handlingarna i ubiquitinsystemet ännu inte helt förstått.
Avhämtningen
Ubiquitin spelar en viktig roll för att reglera protein på cellnivå. Läkarna anser att det har lovande potential för en mängd riktade cellulära medicinbehandlingar.
Studien av ubiquitin har redan lett till utvecklingen av mediciner för behandling av multipelt myelom, en form av blodcancer. Dessa mediciner inkluderar bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) och ixazomib (Ninlaro).
