Ubiquitin là một protein điều hòa nhỏ, gồm 76 axit amin, được phát hiện vào năm 1975. Nó có mặt trong tất cả các tế bào nhân thực, chỉ đạo sự di chuyển của các protein quan trọng trong tế bào, tham gia vào cả quá trình tổng hợp protein mới và tiêu hủy các protein bị lỗi.
Tế bào nhân thực
Được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực có cùng trình tự axit amin, ubiquitin hầu như không thay đổi trong quá trình tiến hóa. Tế bào nhân thực, trái ngược với tế bào nhân sơ, rất phức tạp và chứa nhân và các khu vực chức năng chuyên biệt khác, ngăn cách nhau bằng màng.
Tế bào nhân thực tạo nên thực vật, nấm và động vật, trong khi tế bào nhân sơ tạo nên các sinh vật đơn giản như vi khuẩn.
Ubiquitin làm gì?
Các tế bào trong cơ thể bạn tích tụ và phân hủy protein với tốc độ nhanh chóng. Ubiquitin gắn vào protein, gắn thẻ chúng để thải bỏ. Quá trình này được gọi là ở khắp mọi nơi.
Các protein được gắn thẻ được đưa đến các proteasomes để bị phá hủy. Ngay trước khi protein đi vào proteasome, ubiquitin bị ngắt kết nối để sử dụng lại.
Năm 2004, giải Nobel Hóa học được trao cho Aaron Ciechanover, Avram Hershko và Irwin Rose vì đã phát hiện ra quá trình này, được gọi là sự phân hủy qua trung gian ubiquitin (phân giải protein).
Tại sao ubiquitin lại quan trọng?
Dựa trên chức năng của nó, ubiquitin đã được nghiên cứu về vai trò trong liệu pháp nhắm mục tiêu tiềm năng để điều trị ung thư.
Các bác sĩ tập trung vào các bất thường cụ thể trong các tế bào ung thư cho phép chúng tồn tại. Mục đích là sử dụng ubiquitin để điều khiển protein trong tế bào ung thư khiến tế bào ung thư chết đi.
Nghiên cứu về ubiquitin đã dẫn đến sự phát triển của ba chất ức chế proteasome được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) phê duyệt để điều trị những người bị đa u tủy, một dạng ung thư máu:
- bortezomib (Velcade)
- carfilzomib (Kyprolis)
- ixazomib (Ninlaro)
Có thể dùng ubiquitin để điều trị các bệnh chứng khác không?
Theo Viện Ung thư Quốc gia, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu ubiquitin trong mối quan hệ với sinh lý bình thường, bệnh tim mạch, ung thư và các rối loạn khác. Họ đang tập trung vào một số khía cạnh của ubiquitin, bao gồm:
- điều chỉnh sự tồn tại và chết của tế bào ung thư
- mối quan hệ của nó với căng thẳng
- vai trò của nó tại ty thể và tác động của bệnh tật
Một số nghiên cứu gần đây đã điều tra việc sử dụng ubiquitin trong y học tế bào:
- Một nghiên cứu năm 2017 cho thấy ubiquitin cũng tham gia vào các quá trình tế bào khác, chẳng hạn như kích hoạt phản ứng viêm của yếu tố hạt nhân-κB (NF-κB) và sửa chữa tổn thương DNA.
- Một nghiên cứu năm 2018 cho rằng rối loạn chức năng của hệ thống ubiquitin có thể dẫn đến rối loạn thoái hóa thần kinh và các bệnh khác ở người. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng hệ thống ubiquitin có liên quan đến sự phát triển của các bệnh viêm và tự miễn dịch, chẳng hạn như viêm khớp và bệnh vẩy nến.
- Một nghiên cứu năm 2016 cho rằng nhiều loại vi rút, bao gồm cả cúm A (IAV), hình thành sự lây nhiễm bằng cách xâm nhập khắp nơi.
Tuy nhiên, do tính chất đa dạng và phức tạp của nó, các cơ chế đằng sau các hoạt động sinh lý và sinh lý bệnh của hệ thống ubiquitin vẫn chưa được hiểu đầy đủ.
Mang đi
Ubiquitin đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh protein ở cấp độ tế bào. Các bác sĩ tin rằng nó có tiềm năng đầy hứa hẹn cho một loạt các phương pháp điều trị tế bào mục tiêu.
Nghiên cứu về ubiquitin đã dẫn đến việc phát triển các loại thuốc điều trị bệnh đa u tủy, một dạng ung thư máu. Những loại thuốc này bao gồm bortezomib (Velcade), carfilzomib (Kyprolis) và ixazomib (Ninlaro).
