Ubikvitín je malý regulačný proteín so 76 aminokyselinami, ktorý bol objavený v roku 1975. Je prítomný vo všetkých eukaryotických bunkách a riadi pohyb dôležitých proteínov v bunke a podieľa sa tak na syntéze nových proteínov, ako aj na ich deštrukcii.
Eukaryotické bunky
Ubikvitín, ktorý sa nachádza vo všetkých eukaryotických bunkách s rovnakou aminokyselinovou sekvenciou, sa vývojom prakticky nezmenil. Eukaryotické bunky sú na rozdiel od prokaryotických buniek zložité a obsahujú jadro a ďalšie oblasti špecializovanej funkcie, oddelené membránami.
Eukaryotické bunky tvoria rastliny, huby a zvieratá, zatiaľ čo prokaryotické bunky tvoria jednoduché organizmy, ako sú baktérie.
Čo robí ubikvitín?
Bunky vo vašom tele sa hromadia a rýchlo rozkladajú bielkoviny. Ubikvitín sa viaže na bielkoviny a označuje ich na zneškodnenie. Tento proces sa nazýva ubikvitinácia.
Značené proteíny sa vezú do proteazómov, ktoré sa majú zničiť. Tesne predtým, ako sa proteín dostane do proteazómu, je ubikvitín odpojený, aby sa mohol znova použiť.
V roku 2004 Nobelovu cenu za chémiu dostali Aaron Ciechanover, Avram Hershko a Irwin Rose za objav tohto procesu nazývaného degradácia sprostredkovaná ubikvitínom (proteolýza).
Prečo je ubikvitín dôležitý?
Na základe svojej funkcie bol ubikvitín študovaný z hľadiska úlohy v potenciálnej cielenej liečbe rakoviny.
Lekári sa zameriavajú na konkrétne nepravidelnosti v rakovinových bunkách, ktoré im umožňujú prežiť. Cieľom je pomocou ubikvitínu manipulovať s proteínom v rakovinových bunkách tak, aby rakovinová bunka zomrela.
Štúdia ubikvitínu viedla k vývoju troch inhibítorov proteazómu schválených Úradom pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) na liečbu ľudí s mnohopočetným myelómom, formou rakoviny krvi:
- bortezomib (Velcade)
- karfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Môže sa ubikvitín použiť na liečbu iných stavov?
Podľa Národného onkologického ústavu vedci študujú ubikvitín vo vzťahu k normálnej fyziológii, kardiovaskulárnym chorobám, rakovine a ďalším poruchám. Zameriavajú sa na niekoľko aspektov ubikvitínu, vrátane:
- reguláciu prežitia a smrti rakovinových buniek
- jeho vzťah k stresu
- jej úloha v mitochondriách a jej dôsledky na choroby
Niekoľko nedávnych štúdií skúmalo použitie ubikvitínu v bunkovej medicíne:
- Štúdia z roku 2017 naznačuje, že ubikvitín je tiež zapojený do iných bunkových procesov, ako je aktivácia zápalovej reakcie nukleárneho faktora-kB (NF-kB) a oprava poškodenia DNA.
- Štúdia z roku 2018 naznačuje, že dysfunkcia ubikvitínového systému môže viesť k neurodegeneratívnym poruchám a ďalším ľudským chorobám. Táto štúdia tiež naznačuje, že ubikvitínový systém sa podieľa na vývoji zápalových a autoimunitných ochorení, ako je artritída a psoriáza.
- Štúdia z roku 2016 naznačuje, že mnohé vírusy, vrátane chrípky A (IAV), spôsobujú infekciu prevzatím ubikvitinácie.
Avšak kvôli svojej rôznorodej a komplikovanej povahe mechanizmy fyziologických a patofyziologických účinkov ubikvitínového systému ešte nie sú úplne pochopené.
Jedlo so sebou
Ubikvitín hrá dôležitú úlohu pri regulácii proteínov na bunkovej úrovni. Lekári sa domnievajú, že má sľubný potenciál pre rôzne cielené liečby bunkovou medicínou.
Štúdium ubikvitínu už viedlo k vývoju liekov na liečbu mnohopočetného myelómu, formy rakoviny krvi. Medzi tieto lieky patria bortezomib (Velcade), karfilzomib (Kyprolis) a ixazomib (Ninlaro).
