Was ist Ubiquitin und warum ist es wichtig?

Eukaryotische Zellen

Ubiquitin, das in allen eukaryotischen Zellen mit der gleichen Aminosäuresequenz vorkommt, ist im Laufe der Evolution praktisch unverändert geblieben. Eukaryotische Zellen sind im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen komplex und enthalten einen Kern und andere Bereiche mit spezialisierter Funktion, die durch Membranen getrennt sind.

Eukaryotische Zellen bilden Pflanzen, Pilze und Tiere, während prokaryotische Zellen einfache Organismen wie Bakterien bilden.

Was bewirkt Ubiquitin?

Die Zellen in Ihrem Körper bauen Proteine ​​schnell auf und ab. Ubiquitin heftet sich an Proteine ​​und markiert sie für die Entsorgung. Dieser Vorgang wird Ubiquitinierung genannt.

Markierte Proteine ​​werden zur Zerstörung zu Proteasomen gebracht. Unmittelbar bevor das Protein in das Proteasom eintritt, wird Ubiquitin getrennt, um erneut verwendet zu werden.

Im Jahr 2004 wurde Aaron Ciechanover, Avram Hershko und Irwin Rose der Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung dieses Prozesses verliehen, der als Ubiquitin-vermittelter Abbau (Proteolyse) bezeichnet wird.

Warum ist Ubiquitin wichtig?

Aufgrund seiner Funktion wurde Ubiquitin auf eine Rolle in einer potenziellen zielgerichteten Therapie zur Behandlung von Krebs untersucht.

Ärzte konzentrieren sich auf bestimmte Unregelmäßigkeiten in den Krebszellen, die ihnen das Überleben ermöglichen. Ziel ist es, mit Ubiquitin das Protein in Krebszellen so zu manipulieren, dass die Krebszelle stirbt.

Die Untersuchung von Ubiquitin hat zur Entwicklung von drei Proteasom-Inhibitoren geführt, die von der Food and Drug Administration (FDA) zur Behandlung von Menschen mit multiplem Myelom, einer Form von Blutkrebs, zugelassen sind:

• Bortezomib (Velcade)
• Carfilzomib (Kyprolis)
• Ixazomib (Ninlaro)

Kann Ubiquitin zur Behandlung anderer Erkrankungen eingesetzt werden?

Laut dem Nationales Krebs Institutuntersuchen Forscher Ubiquitin im Zusammenhang mit normaler Physiologie, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und anderen Erkrankungen. Sie konzentrieren sich auf mehrere Aspekte von Ubiquitin, darunter:

• die das Überleben und den Tod von Krebszellen regulieren
• seine Beziehung zu Stress
• seine Rolle bei Mitochondrien und seine Auswirkungen auf die Krankheit

Mehrere neuere Studien haben die Verwendung von Ubiquitin in der Zellularmedizin untersucht:

• EIN Studie 2017 schlugen vor, dass Ubiquitin auch an anderen zellulären Prozessen beteiligt ist, wie z. B. der Aktivierung der Entzündungsreaktion des Kernfaktors κB (NF-κB) und der Reparatur von DNA-Schäden.
• EIN Studie 2018 schlugen vor, dass eine Dysfunktion des Ubiquitin-Systems zu neurodegenerativen Störungen und anderen Erkrankungen des Menschen führen kann. Diese Studie weist auch darauf hin, dass das Ubiquitin-System an der Entwicklung von Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen wie Arthritis und Psoriasis beteiligt ist.
• EIN Studie 2016 schlugen vor, dass viele Viren, einschließlich Influenza A (IAV), eine Infektion etablieren, indem sie die Ubiquitination übernehmen.

Aufgrund seiner vielfältigen und komplizierten Natur sind die Mechanismen hinter den physiologischen und pathophysiologischen Wirkungen des Ubiquitin-Systems jedoch noch nicht vollständig verstanden.

Ubiquitin spielt eine wichtige Rolle bei der Proteinregulierung auf zellulärer Ebene. Ärzte glauben, dass es ein vielversprechendes Potenzial für eine Vielzahl gezielter zellmedizinischer Behandlungen hat.

Die Untersuchung von Ubiquitin hat bereits zur Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung des multiplen Myeloms, einer Form von Blutkrebs, geführt. Zu diesen Medikamenten gehören Bortezomib (Velcade), Carfilzomib (Kyprolis) und Ixazomib (Ninlaro).