Ubiquitin ist ein kleines regulatorisches Protein mit 76 Aminosäuren, das 1975 entdeckt wurde. Es ist in allen eukaryotischen Zellen vorhanden und steuert die Bewegung wichtiger Proteine in der Zelle, wobei es sowohl an der Synthese neuer Proteine als auch an der Zerstörung defekter Proteine beteiligt ist.
Eukaryontische Zellen
Ubiquitin wurde in allen eukaryotischen Zellen mit derselben Aminosäuresequenz gefunden und ist durch die Evolution praktisch unverändert geblieben. Eukaryontische Zellen sind im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen komplex und enthalten einen Kern und andere Bereiche mit spezialisierter Funktion, die durch Membranen getrennt sind.
Eukaryontische Zellen bilden Pflanzen, Pilze und Tiere, während prokaryotische Zellen einfache Organismen wie Bakterien bilden.
Was macht Ubiquitin?
Die Zellen in Ihrem Körper bauen Proteine schnell auf und bauen sie ab. Ubiquitin bindet an Proteine und markiert sie zur Entsorgung. Dieser Prozess wird als Ubiquitinierung bezeichnet.
Markierte Proteine werden zu Proteasomen gebracht, um zerstört zu werden. Kurz bevor das Protein in das Proteasom eintritt, wird Ubiquitin abgetrennt, 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 seine Rolle bei einer möglichen gezielten Therapie zur Behandlung von Krebs untersucht.
Ärzte konzentrieren sich auf bestimmte Unregelmäßigkeiten in den Krebszellen, die ihnen das Überleben ermöglichen. Das Ziel ist es, Ubiquitin zu verwenden, um 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 National Cancer Institute untersuchen Forscher Ubiquitin in Bezug auf normale Physiologie, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und andere Störungen. Sie konzentrieren sich auf verschiedene Aspekte von Ubiquitin, darunter:
- Regulierung des Überlebens und des Todes von Krebszellen
- seine Beziehung zu Stress
- seine Rolle bei Mitochondrien und seine Auswirkungen auf die Krankheit
Mehrere neuere Studien haben die Verwendung von Ubiquitin in der Zellmedizin untersucht:
- Eine Studie aus dem Jahr 2017 legte nahe, dass Ubiquitin auch an anderen zellulären Prozessen beteiligt ist, beispielsweise an der Aktivierung der Entzündungsreaktion des Kernfaktors κB (NF-κB) und der Reparatur von DNA-Schäden.
- Eine Studie aus dem Jahr 2018 legte nahe, dass eine Funktionsstörung des Ubiquitin-Systems zu neurodegenerativen Störungen und anderen Erkrankungen des Menschen führen kann. Diese Studie zeigt auch, dass das Ubiquitin-System an der Entwicklung von entzündlichen und Autoimmunerkrankungen wie Arthritis und Psoriasis beteiligt ist.
- Eine Studie aus dem Jahr 2016 ergab, dass viele Viren, einschließlich Influenza A (IAV), eine Infektion durch Übernahme der Ubiquitinierung begründen.
Aufgrund seiner vielfältigen und komplizierten Natur sind die Mechanismen hinter den physiologischen und pathophysiologischen Wirkungen des Ubiquitin-Systems jedoch noch nicht vollständig verstanden.
Das wegnehmen
Ubiquitin spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Proteins auf zellulärer Ebene. Ärzte glauben, dass es 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. Diese Medikamente umfassen Bortezomib (Velcade), Carfilzomib (Kyprolis) und Ixazomib (Ninlaro).
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