Ubiquitin ir mazs, 76 aminoskābes, regulējošs proteīns, kas tika atklāts 1975. gadā. Tas atrodas visās eikariotu šūnās, virzot svarīgu olbaltumvielu kustību šūnā, piedaloties gan jaunu olbaltumvielu sintēzē, gan bojātu olbaltumvielu iznīcināšanā.
Eikariotu šūnas
Atrasts visās eikariotu šūnās ar vienādu aminoskābju secību, evolūcija ubiquitin praktiski nav mainījusies. Eikariotu šūnas, atšķirībā no prokariotu šūnām, ir sarežģītas un satur kodolu un citas specializētas funkcijas zonas, atdalītas ar membrānām.
Eikariotu šūnas veido augus, sēnītes un dzīvniekus, savukārt prokariotu šūnas - tādus vienkāršus organismus kā baktērijas.
Ko dara ubiquitin?
Jūsu ķermeņa šūnas ātri veido un noārda olbaltumvielas. Ubiquitin pievienojas olbaltumvielām, iezīmējot tos iznīcināšanai. Šo procesu sauc par ubiquitination.
Atzīmētās olbaltumvielas tiek nogādātas proteazomās, lai tās iznīcinātu. Tieši pirms olbaltumvielu iekļūšanas proteasomā, ubikvitīns tiek atvienots, lai to atkal lietotu.
2004. gadā Nobela prēmija ķīmijā tika piešķirta Āronam Ciechanoveram, Avramam Herško un Irvinam Rouzam par šī procesa atklāšanu, ko dēvēja par ubiquitin mediated degradāciju (proteolīzi).
Kāpēc ubikvitīns ir svarīgs?
Pamatojoties uz tā funkciju, ubiquitin ir pētīts par lomu iespējamā mērķterapijā vēža ārstēšanai.
Ārsti koncentrējas uz konkrētiem pārkāpumiem vēža šūnās, kas ļauj viņiem izdzīvot. Mērķis ir izmantot ubikvitīnu, lai manipulētu ar olbaltumvielām vēža šūnās, lai izraisītu vēža šūnas nāvi.
Ubiquitin pētījums ir izraisījis trīs Pārtikas un zāļu pārvaldes (FDA) apstiprinātu proteasomu inhibitoru izstrādi, lai ārstētu cilvēkus ar multiplo mielomu, kas ir asins vēža forma:
- bortezomibs (Velcade)
- karfilzomibs (Kyprolis)
- iksaksomibs (Ninlaro)
Vai ubikvitīnu var izmantot citu slimību ārstēšanai?
Saskaņā ar Nacionālā vēža institūta datiem pētnieki pēta ubikvitīnu saistībā ar normālu fizioloģiju, sirds un asinsvadu slimībām, vēzi un citiem traucējumiem. Viņi koncentrējas uz vairākiem ubikvitīna aspektiem, tostarp:
- regulējot vēža šūnu izdzīvošanu un nāvi
- tās saistība ar stresu
- tās loma mitohondrijos un tā ietekme uz slimību
Vairākos nesenos pētījumos ir pētīta ubikvitīna lietošana šūnu medicīnā:
- 2017. gada pētījums liecināja, ka ubikvitīns ir iesaistīts arī citos šūnu procesos, piemēram, kodola faktora κB (NF-κB) iekaisuma reakcijas aktivizēšanā un DNS bojājumu labošanā.
- 2018. gada pētījums liecināja, ka ubikvitīna sistēmas disfunkcija var izraisīt neirodeģeneratīvus traucējumus un citas cilvēku slimības. Šis pētījums arī norāda, ka ubikvitīna sistēma ir iesaistīta iekaisuma un autoimūno slimību, piemēram, artrīta un psoriāzes, attīstībā.
- 2016. gada pētījums liecināja, ka daudzi vīrusi, tostarp A gripa (IAV), nosaka infekciju, pārņemot ubikvitināciju.
Tomēr daudzveidīgā un sarežģītā rakstura dēļ ubiquitin sistēmas fizioloģisko un patofizioloģisko darbību mehānismi vēl nav pilnībā izprasti.
Līdzņemšana
Ubiquitin ir svarīga loma olbaltumvielu regulēšanā šūnu līmenī. Ārsti uzskata, ka tam ir daudzsološs potenciāls dažādu mērķtiecīgu šūnu zāļu ārstēšanai.
Ubiquitin pētījums jau ir izraisījis medikamentu izstrādi multiplās mielomas - asins vēža formas - ārstēšanai. Šīs zāles ietver bortezomibu (Velcade), karfilzomibu (Kyprolis) un ixazomibu (Ninlaro).
