Wat is ubiquitine en waarom is het belangrijk?

Eukaryotische cellen

Gevonden in alle eukaryote cellen met dezelfde aminozuursequentie, is ubiquitine vrijwel onveranderd door evolutie. Eukaryote cellen zijn, in tegenstelling tot prokaryote cellen, complex en bevatten een kern en andere gebieden met een gespecialiseerde functie, gescheiden door membranen.

Eukaryote cellen vormen planten, schimmels en dieren, terwijl prokaryote cellen eenvoudige organismen zoals bacteriën vormen.

Wat doet ubiquitine?

De cellen in uw lichaam bouwen en breken eiwitten in hoog tempo op. Ubiquitine hecht zich aan eiwitten en tagt ze voor verwijdering. Dit proces wordt ubiquitinatie genoemd.

Gelabelde eiwitten worden naar proteasomen gebracht om te worden vernietigd. Net voordat het eiwit het proteasoom binnendringt, wordt ubiquitine losgekoppeld om opnieuw te worden gebruikt.

In 2004 werd de Nobelprijs voor scheikunde toegekend aan Aaron Ciechanover, Avram Hershko en Irwin Rose voor de ontdekking van dit proces, ubiquitine-gemedieerde afbraak (proteolyse) genaamd.

Waarom is ubiquitine belangrijk?

Op basis van zijn functie is ubiquitine onderzocht op een rol in mogelijke gerichte therapie om kanker te behandelen.

Artsen richten zich op specifieke onregelmatigheden in de kankercellen waardoor ze kunnen overleven. Het doel is om ubiquitine te gebruiken om het eiwit in kankercellen te manipuleren om de kankercel te laten afsterven.

De studie van ubiquitine heeft geleid tot de ontwikkeling van drie proteasoomremmers die zijn goedgekeurd door de Food and Drug Administration (FDA) om mensen met multipel myeloom, een vorm van bloedkanker, te behandelen:

• bortezomib (Velcade)
• carfilzomib (Kyprolis)
• ixazomib (Ninlaro)

Kan ubiquitine worden gebruikt om andere aandoeningen te behandelen?

Volgens het National Cancer Institute bestuderen onderzoekers ubiquitine in relatie tot normale fysiologie, hart- en vaatziekten, kanker en andere aandoeningen. Ze richten zich op verschillende aspecten van ubiquitine, waaronder:

• het reguleren van de overleving en dood van kankercellen
• de relatie met stress
• zijn rol bij mitochondriën en de gevolgen voor de ziekte

Verschillende recente onderzoeken hebben het gebruik van ubiquitine in de cellulaire geneeskunde onderzocht:

• EEN Onderzoek uit 2017 suggereerde dat ubiquitine ook betrokken is bij andere cellulaire processen, zoals activering van nucleaire factor-KB (NF-KB) ontstekingsreactie en herstel van DNA-schade.
• EEN 2018 studie suggereerde dat disfunctie van het ubiquitinesysteem kan leiden tot neurodegeneratieve aandoeningen en andere menselijke ziekten. Deze studie geeft ook aan dat het ubiquitinesysteem betrokken is bij de ontwikkeling van inflammatoire en auto-immuunziekten, zoals artritis en psoriasis.
• EEN 2016 studie suggereerde dat veel virussen, waaronder influenza A (IAV), een infectie veroorzaken door de ubiquitinatie over te nemen.

Vanwege de diverse en gecompliceerde aard ervan zijn de mechanismen achter de fysiologische en pathofysiologische acties van het ubiquitinesysteem echter nog niet volledig begrepen.

De afhaalmaaltijd

Ubiquitine speelt een belangrijke rol bij het reguleren van eiwitten op cellulair niveau. Artsen geloven dat het een veelbelovend potentieel heeft voor een verscheidenheid aan gerichte cellulaire geneeskundige behandelingen.

De studie van ubiquitine heeft al geleid tot de ontwikkeling van medicijnen voor de behandeling van multipel myeloom, een vorm van bloedkanker. Deze medicijnen omvatten bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) en ixazomib (Ninlaro).