Nobel z chemii za "białka śmierci"
Jego zdobywcy odkryli jak pozbywamy się zbędnych białek. Dzięki temu odkryciu uda się być może stworzyć skuteczniejsze metody walki z rakiem i innymi chorobami.
Aaron Ciechanover, Avram Hershko i Irwin Rose podzielili się wczoraj splendorem (i 1,3 mln dolarów), jaki na nich spadł po ogłoszeniu, że zostali laureatami chemicznego Nobla 2004. Ten wybór nikogo nie dziwi. - Oni dostaliby tę nagrodę jak w banku - komentują naukowcy. - To była tylko kwestia czasu - dodają.
Mechanizm niszczenia białek nobliści odkryli na początku lat 80. "Już sam pomysł, jak to może działać, był niezwykle podniecający" - mówił w jednym ze swoich wywiadów Aaron Ciechanover. - Wcześniej wiedziano tylko, że coś musi niszczyć białka, bo inaczej proteinowe śmieci blokowałyby prawidłowe działanie komórek. Ale co?
Okazało się, że jest to ubikwityna - niewielka cząsteczka, którą ze względu na niezwykłe właściwości i rolę w komórkowych "morderstwach" nazwano Pocałunkiem Śmierci.
Reinkarnacja w komórce
Ludzkie komórki zawierają ponad 30 tys. genów odpowiedzialnych za produkcję białek. Praca, jaką wykonują w żywym organizmie proteiny, jest ogromna - od pośredniczenia w reakcjach chemicznych (enzymy), po bycie głównym składnikiem budulcowym np. ludzkiego ciała.
Ubikwitynie (małemu peptydowi) przypadła niewdzięczna rola kostuchy. Kiedy jakieś białko w komórce musi zostać zlikwidowane, ona natychmiast pojawia się i przyczepia do ofiary. By wzmocnić swoje działanie, do skazańca przyłączają się kolejne cząsteczki ubikwityny (czasem może być ich nawet sto). Tak naznaczone białko nie ma już żadnych szans ucieczki. Ciągnąc za sobą ubikwitynowy ogon, jest kierowane do kata - proteosomu. Jest to cały kompleks enzymatyczny w kształcie cylindra, który można określić jako komórkową "maszynkę do mielenia śmieci". Uruchamia ją właśnie ubikwityna, która pasuje do jego struktur jak klucz do zamka.
Gdy proces mielenia się rozpocznie, "białko śmierci" jest oddzielane i znika w czeluściach cytoplazmy, by szukać nowego nieszczęśnika. Ofiara zaś rozpada się na pojedyncze
aminokwasy (podstawowe cegiełki budujące białka), które posłużą do budowy nowych protein.
Temu białku już dziękujemy!
Roli ubikwityny w naszym organizmie nie sposób przecenić. Nie jest on najlepszym miejscem dla białek. Temperatura panująca w ludzkich ciałach (ok. 37 stopni Celsjusza) jest dla nich zbyt wysoka. Poza tym na funkcjonowanie protein mają też wpływ czynniki zewnętrzne, np. promieniowanie ultrafioletowe. W takich warunkach białka szybko tracą swoją aktywność i muszą zostać wymienione na nowe. Dzieje się tak codziennie z 5-10 proc. białek naszego ciała. Są wciąż niszczone i odnawiane.
Ale to tylko jedna strona medalu. Istnieją w komórkach także białka, którym pozwala się zaistnieć jedynie na krótką chwilę. Można powiedzieć, że są one zabijane w "młodym wieku".
Wewnątrz komórki odbywa się intensywna wymiana zdań między jej elementami i środowiskiem zewnętrznym, np. inną komórką. Jednak słowa wypowiedziane w komórce nie rozpływają się w powietrzu, ponieważ nie są falami dźwiękowymi, ale cząsteczkami chemicznymi - zazwyczaj właśnie białkami. Dlatego polecenie "podziel się" musi zabrzmieć i zniknąć, bo inaczej komórka będzie się dzielić bezustannie. I tutaj także niezbędna jest ubikwityna. Bezbłędnie rozpoznaje, które białko "wypowiedziało" już swoją kwestię i trzeba je usunąć.
I po co to komu?
Z reguły przy tego typu odkryciach pada pytanie: "Czy to ma jakieś zastosowania w praktyce?". Ma. W ostatnich latach okazało się, że brak ubikwityny albo zaburzenia w jej funkcjonowaniu mają związek z wieloma chorobami u ludzi. Chodzi tu głównie o stany zapalne, nowotwory złośliwe oraz schorzenia układu nerwowego, jak np. choroba Alzheimera czy Parkinsona. Podejrzewa się, że to właśnie nagromadzenie białkowych śmieci w mózgu prowadzi do powstawania niebezpiecznych złogów w komórkach nerwowych. Po pewnym czasie komórka zostaje całkiem zapchana i ginie, a w mózgu powstają ubytki. Z kolei w komórkach nowotworowych trzeba usuwać zmutowane białka, które wywołują raka.
Dzięki odkryciu sprzed ponad dwudziestu lat uczeni mogą dzisiaj pracować nad nowymi lekami naprawiającymi zepsuty system usuwania białek.
Biniu
Moderator
qazar
ZASŁUŻONY
Giligant
Krzysztof Piekarz
zakrześ
arcy
Camo
Sachem
