Ubiquitin je malý, 76 aminokyselin, regulační protein, který byl objeven v roce 1975. Je přítomen ve všech eukaryotických buňkách, řídí pohyb důležitých proteinů v buňce, podílí se jak na syntéze nových proteinů, tak na destrukci defektních proteinů.
Eukaryotické buňky
Ubiquitin, nalezený ve všech eukaryotických buňkách se stejnou aminokyselinovou sekvencí, se evolucí prakticky nezměnil. Eukaryotické buňky, na rozdíl od prokaryotických buněk, jsou komplexní a obsahují jádro a další oblasti specializované funkce, oddělené membránami.
Eukaryotické buňky tvoří rostliny, houby a zvířata, zatímco prokaryotické buňky tvoří jednoduché organismy, jako jsou bakterie.
Co dělá ubiquitin?
Buňky ve vašem těle se rychle hromadí a štěpí proteiny. Ubiquitin se váže na proteiny a označuje je k likvidaci. Tento proces se nazývá ubikvitinace.
Značené proteiny jsou vedeny k proteazomům, které mají být zničeny. Těsně předtím, než protein vstoupí do proteazomu, je ubikvitin odpojen a znovu použit.
V roce 2004 byla Nobelova cena za chemii udělena Aaronovi Ciechanoverovi, Avramovi Hershkovi a Irwin Rose za objev tohoto procesu, který se nazývá degradace zprostředkovaná ubikvitinem (proteolýza).
Proč je ubikvitin důležitý?
Na základě své funkce byl ubiquitin zkoumán z hlediska role v potenciální cílené terapii k léčbě rakoviny.
Lékaři se zaměřují na specifické nepravidelnosti v rakovinných buňkách, které jim umožňují přežít. Cílem je použít ubikvitin k manipulaci s proteinem v rakovinných buňkách, aby způsobil smrt rakovinných buněk.
Studie ubikvitinu vedla k vývoji tří inhibitorů proteazomu schválených Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) k léčbě lidí s mnohočetným myelomem, formou rakoviny krve:
- bortezomib (Velcade)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Lze ubikvitin použít k léčbě jiných stavů?
Podle National Cancer Institute vědci studují ubiquitin ve vztahu k normální fyziologii, kardiovaskulárním onemocněním, rakovině a dalším poruchám. Zaměřují se na několik aspektů ubiquitinu, včetně:
- regulace přežití a smrti rakovinných buněk
- jeho vztah ke stresu
- jeho role v mitochondrii a její důsledky pro nemoc
Několik nedávných studií zkoumalo použití ubikvitinu v buněčné medicíně:
- Studie z roku 2017 naznačila, že ubikvitin se také podílí na dalších buněčných procesech, jako je aktivace zánětlivé odpovědi na jaderný faktor-KB (NF-KB) a opravy poškození DNA.
- Studie z roku 2018 naznačila, že dysfunkce ubikvitinového systému může vést k neurodegenerativním poruchám a dalším lidským onemocněním. Tato studie také ukazuje, že ubikvitinový systém se podílí na vývoji zánětlivých a autoimunitních onemocnění, jako je artritida a psoriáza.
- Studie z roku 2016 naznačila, že mnoho virů, včetně chřipky A (IAV), způsobuje infekci převzetím ubikvitinace.
Mechanismy fyziologického a patofyziologického působení ubikvitinového systému však dosud nejsou zcela pochopeny z důvodu jeho rozmanité a komplikované povahy.
Jídlo s sebou
Ubikvitin hraje důležitou roli při regulaci proteinu na buněčné úrovni. Lékaři věří, že má slibný potenciál pro celou řadu cílených léčebných postupů buněčné medicíny.
Studie ubikvitinu již vedla k vývoji léčiv pro léčbu mnohočetného myelomu, formy rakoviny krve. Mezi tyto léky patří bortezomib (Velcade), karfilzomib (Kyprolis) a ixazomib (Ninlaro).
