Нарушения в работе убиквитин-протеасомной системы: от биохимии к клинике
На парах по биохимии мы мельком обсуждаем убиквитин, но вряд ли вообще задумываемся о том, к чему могут привести нарушения в его работе. Для начала давайте вспомним, что он из себя представляет.
Убиквитин - это низкомолекулярный белок, состоящий из 76 аминокислотных остатков. Его название происходит от латинского ubique — «вездесущий», и это не случайно: он присутствует во всех эукариотических клетках и высококонсервативен в ходе эволюции.
Основная функция - маркировка белков, подлежащих уничтожению
Белок, который мечен убиквитином (а точнее целой цепочкой из минимум 4 молекул), отправляется в протеасому, где в итоге расщепляется на короткие пептиды.
Проще говоря, данная система отвечает за уничтожение белков, которые
✏️сформированы неправильно либо подверглись различным повреждениям в результате окисления
✏️имеют краткий период существования в клетке (это могут быть протоонкогены, циклины)
Кроме того, есть еще 2 крайне важные функции:
✏️участие в презентации антигенов по MHC 1 (то есть это участие в работе иммунной системы!)
✏️участие в апоптозе (деградация ингибиторов каспаз)
Как видите, УПС выполняет важные функции, поэтому ее нарушения могут привести к развитию следующих заболеваний:
✏️Онкология
Выше я упоминала про протоонкогены - белки, необходимые для регуляции деления клетки. Если УПС перестает работать, то клетка начинает бесконтрольно делится, что рано или поздно приведет к мутациям в ней и развитию опухоли.
Также важно сказать и про белки-супрессоры опухолевых клеток (всем известный р53, к примеру). Иногда в опухолевых клетках УПС наоборот работает слишком активно и разрушает эти белки, что также приводит к бесконтрольному делению.
✏️Нейродегенеративные заболевания
При данных заболеваниях происходит прогрессирующая гибель нейронов. Например, сюда относится болезнь Альцгеймера. При нарушении утилизации белков с помощью УПС они накапливаются в головном мозге. В данном случае накапливаются тау-белок и бета-амилоид.
✏️Мышечные дистрофии
Эти патологии часто характеризуются развитием прогрессирующей мышечной слабости. Среди них отдельно хочу выделить конечностно-поясную мышечную дистрофию Эрба (тип 2А). Мутации в гене CAPN3 нарушают работу кальпаина-3 — белка, который в норме подрезает структурные белки мышечных волокон (титин, небулин).
Без этого мышечные волокна становятся нестабильными, повреждаются, и в клетках развивается окислительный стресс. Повреждённых белков накапливается слишком много, УПС не справляется с их утилизацией, и мышечная клетка гибнет.
То, что мы изучаем на биохимии, работает в клинике каждый день. Просто иногда это становится очевидным не сразу, а на старших курсах ✏️
Всем спасибо за прочтение поста! Надеюсь, было интересно и полезно. Если вам понравилось и вы хотели бы видеть подобные посты в будущем, поставьте лайк✏️
А также учите такой важный предмет, как биохимия, вместе с нами ✏ https://t.me/rostgmupoleznosti/2773