Mis on ubikvitiin ja miks see on oluline?

Sisu

• Eukarüootsed rakud
• Mida ubikvitiin teeb?
• Miks on ubikvitiin oluline?
• Kas ubikvitiini saab kasutada muude seisundite raviks?
• Võimalus kaasa võtta

Ubikvitiin on väike 76-aminohappeline reguleeriv valk, mis avastati 1975. aastal. Seda leidub kõigis eukarüootsetes rakkudes, suunates rakus oluliste valkude liikumist, osaledes nii uute valkude sünteesis kui defektsete valkude hävitamises.

Eukarüootsed rakud

Kõigis sama aminohappelise järjestusega eukarüootsetes rakkudes leidub ubikvitiini evolutsiooni käigus praktiliselt muutumatuna. Eukarüootsed rakud, erinevalt prokarüootsetest rakkudest, on keerukad ja sisaldavad tuuma ja muid spetsialiseeritud funktsiooniga piirkondi, mis on membraanidega eraldatud.

Eukarüootsed rakud moodustavad taimi, seeni ja loomi, prokarüootsed rakud aga lihtsaid organisme nagu bakterid.

Mida ubikvitiin teeb?

Teie keha rakud kogunevad ja lagundavad valke kiiresti. Ubikvitiin kinnitub valkudele, märgistades need hävitamiseks. Seda protsessi nimetatakse ubikvitineerimiseks.

Märgistatud valgud viiakse proteasoomidesse hävitamiseks. Vahetult enne valgu sisenemist proteasoomi ühendatakse ubikvitiin uuesti ühendamiseks.

2004. aastal anti Nobeli keemiaauhind Aaron Ciechanoverile, Avram Hershkole ja Irwin Rose'ile selle protsessi avastamise eest, mida nimetatakse ubikvitiini vahendatud degradatsiooniks (proteolüüs).

Miks on ubikvitiin oluline?

Selle funktsiooni põhjal on ubikvitiini uuritud võimaliku vähi raviks suunatud ravis.

Arstid keskenduvad vähirakkude spetsiifilistele ebakorrapärasustele, mis võimaldavad neil ellu jääda. Eesmärk on kasutada ubikvitiini vähirakkudes oleva valgu manipuleerimiseks, et põhjustada vähiraku suremist.

Ubikvitiini uuring on viinud kolme proteasoomi inhibiitori väljatöötamiseni, mille Toidu- ja Ravimiamet (FDA) on heaks kiitnud hulgimüeloomiga, verevähi vormis, inimeste raviks:

• bortesomiib (Velcade)
• karfilzomiib (Kyprolis)
• iksasomiib (Ninlaro)

Kas ubikvitiini saab kasutada muude seisundite raviks?

Riikliku vähiinstituudi andmetel uurivad teadlased ubikvitiini seoses normaalse füsioloogia, südame-veresoonkonna haiguste, vähi ja muude häiretega. Nad keskenduvad ubikvitiini mitmele aspektile, sealhulgas:

• vähirakkude ellujäämise ja surma reguleerimine
• selle suhe stressiga
• selle roll mitokondrites ja selle tagajärjed haigusele

Mitmes hiljutises uuringus on uuritud ubikvitiini kasutamist rakumeditsiinis:

• Oletati, et ubikvitiin osaleb ka teistes rakuprotsessides, näiteks tuumateguri-KB (NF-KB) põletikulise reaktsiooni aktiveerimisel ja DNA kahjustuste parandamisel.
• Oletati, et ubikvitiinisüsteemi talitlushäire võib põhjustada neurodegeneratiivseid häireid ja muid inimeste haigusi. See uuring näitab ka, et ubikvitiinisüsteem osaleb põletikuliste ja autoimmuunhaiguste, näiteks artriidi ja psoriaasi, arengus.
• Soovitati paljudel viirustel, sealhulgas A-gripil (IAV), nakkust luua, võttes üle ubikvitinatsiooni.

Kuid selle mitmekesise ja keeruka olemuse tõttu ei ole ubikvitiinisüsteemi füsioloogiliste ja patofüsioloogiliste toimete mehhanismid veel täielikult mõistetavad.

Võimalus kaasa võtta

Ubikvitiin mängib olulist rolli valkude reguleerimisel rakutasandil. Arstid usuvad, et sellel on paljutõotav potentsiaal mitmesuguste suunatud rakumeditsiini ravimeetodite jaoks.

Ubikvitiini uurimine on juba viinud ravimite väljatöötamiseni hulgimüeloomi, mis on verevähi vorm, raviks. Nende ravimite hulka kuuluvad bortesomiib (Velcade), karfilzomiib (Kyprolis) ja iksasomiib (Ninlaro).