Ubikvitiin on väike, 76-aminohappeline regulatiivne valk, mis avastati 1975. aastal. Seda leidub kõigis eukarüootsetes rakkudes, suunates rakus oluliste valkude liikumist, osaledes nii uute valkude sünteesis kui ka puudulike valkude hävitamises.
Eukarüootsed rakud
Leitud kõigist sama aminohappejärjestusega eukarüootsetest rakkudest, on ubikvitiin evolutsiooni käigus praktiliselt muutumatu. Erinevalt prokarüootilistest rakkudest on eukarüootsed rakud keerulised ja sisaldavad tuuma ja muid spetsialiseeritud funktsiooni 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 utiliseerimiseks. Seda protsessi nimetatakse ubikvitineerimiseks.
Märgistatud valgud viiakse proteasoomidesse hävitamiseks. Vahetult enne valgu sisenemist proteasoomi eraldatakse ubikvitiin uuesti kasutamiseks.
Aaron Ciechanover, Avram Hershko ja Irwin Rose said selle protsessi, mida nimetatakse ubikvitiini vahendatud lagunemiseks (proteolüüs), avastamise eest 2004. aastal Nobeli keemiapreemia.
Miks on ubikvitiin oluline?
Selle funktsiooni põhjal on ubikvitiini uuritud võimaliku vähiravis kasutatava terapeutilise ravi osas.
Arstid keskenduvad vähirakkude konkreetsetele ebakorrapärasustele, mis võimaldavad neil ellu jääda. Eesmärk on kasutada ubikvitiini vähirakkudes oleva valguga manipuleerimiseks, et põhjustada vähiraku surma.
Ubikvitiini uuring on välja töötanud kolm proteasoomi inhibiitorit, mille on heaks kiitnud Toidu- ja Ravimiamet (FDA), et ravida hulgimüeloomiga inimesi, mis on verevähi vorm:
- bortesomiib (Velcade)
- karfilzomiib (Kyprolis)
- iksasosib (Ninlaro)
Kas ubikvitiini saab kasutada muude haigusseisundite 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 seos stressiga
- selle roll mitokondrites ja selle tagajärjed haigustele
Mitmed hiljutised uuringud on uurinud ubikvitiini kasutamist rakulises meditsiinis:
- 2017. aasta uuring näitas, et ubikvitiin osaleb ka teistes rakuprotsessides, näiteks tuumafaktori-KB (NF-κB) põletikulise vastuse aktiveerimisel ja DNA kahjustuste parandamisel.
- 2018. aasta uuring näitas, et ubikvitiinisüsteemi talitlushäired võivad põhjustada neurodegeneratiivseid häireid ja muid inimeste haigusi. See uuring näitab ka, et ubikvitiinisüsteem osaleb põletikuliste ja autoimmuunsete haiguste, nagu artriit ja psoriaas, väljaarenemises.
- 2016. aasta uuring näitas, et paljud viirused, sealhulgas A-gripp (IAV), nakatuvad, võttes üle ukikvitineerimise.
Selle mitmekesise ja keeruka olemuse tõttu ei ole ubikvitiinisüsteemi füsioloogiliste ja patofüsioloogiliste toimemehhanismid veel täielikult teada.
Kaasavõtmine
Ubikvitiin mängib olulist rolli valgu reguleerimisel raku tasandil. Arstide arvates on sellel paljulubav potentsiaal mitmesuguste sihipäraste rakuliste ravimite jaoks.
Ubikvitiini uuring on juba viinud ravimite väljatöötamiseni hulgimüeloomi, mis on verevähk, raviks. Nende ravimite hulka kuuluvad bortesomiib (Velcade), karfilzomiib (Kyprolis) ja ixazomib (Ninlaro).
