Poznawanie składników systemów ubikwitynujących białka

Specjalnie dla Pulsu Medycyny komentuje prof. Jacek Kuźnicki:
Istotą pracy naszego zespołu było odkrycie, wyizolowanie i scharakteryzowanie składników systemów ubikwitynujących białka. Systemy te są kompleksami białek, znajdującymi się we wszystkich komórkach. Ich rolą jest znakowanie w określonych sytuacjach innych białek po to, by zostały one następnie zdegradowane przez odpowiednie enzymy proteolityczne znajdujące się w strukturach komórkowych zwanych proteasomami.
Systemy, których składniki odkryliśmy są odpowiedzialne m.in. za sortowanie ?śmieci" białkowych w komórce, za ich usunięcie oraz wykorzystanie ich składników jako surowców wtórnych. Białka komórkowe, które wykonały swą funkcję lub które mają niewłaściwą budowę na skutek błędów w ich tworzeniu lub w wyniku zadziałania szkodliwych czynników, są znakowane przez systemy ubikwitynujące, co powoduje, że są ?nominowane", naznaczone do usunięcia przez system, rozkładający je na drobne części. Systemy ubikwitynacji białek odgrywają ogromnie istotną rolę w komórce - gdy są częściowo niesprawne, np. w wyniku mutacji jednego ze składników, w tym tego, który wykryliśmy, konsekwencją są zmiany patologiczne. Komórki i ich otoczenie znajdują się wtedy w takiej sytuacji, w jakiej znajduje się miasto, w którym przez tygodnie strajkuje miejskie przedsiębiorstwo oczyszczania: wszędzie znajdują się stosy śmieci upośledzając funkcjonowanie miasta.
Podobnie wygląda komórka, w której systemy ubikwitynujące są uszkodzone. Takie choroby, jak choroba Parkinsona, Alzheimera, Huntingtona lub choroby prionowe objawiają się na poziomie komórkowym obecnością agregatów białek, które nie mogą być usunięte i których obecność uszkadza komórki i uniemożliwia im normalne funkcjonowanie. Co prawda nie można powiedzieć z całkowitą pewnością, jaki jest mechanizm powstawania agregatów białkowych takich jak ciałka Levy'ego w chorobie Parkinsona lub płytek starczych w chorobie Alzheimera, jednak przynajmniej częściowo wydaje się to być związane z niesprawnym działaniem systemów ubikwitynujących białka. Wykazano ponadto, że w chorobie nowotworowej niesprawne systemy ubikwitynujące powodują, iż białka biorące udział w regulacji cyklu komórkowego nie są usuwane odpowiednio szybko. Może to stanowić jeden z molekularnych mechanizmów neogenezy.
Nasze odkrycie, poznanie właściwości niektórych składników systemów ubikwitynujących przybliża nas do zrozumienia, jak działają one w warunkach fizjologicznych i na czym może polegać ich niesprawność w warunkach patologicznych.