Prêmio Nobel dos descobridores do "beijo da morte" pelas proteínas

Químico premiado por pesquisas sobre uma via crucial de degradação de proteínas

Ubiquitina marca proteínas "mortais" © Karolinska Institutet
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Nas últimas décadas, a bioquímica obteve insights tremendos sobre os mecanismos de controle e produção de proteínas, mas o outro lado, a degradação de proteínas, foi amplamente negligenciado pelos pesquisadores. Os cientistas Aaron Ciechanover, Avram Hershko e Irwin Rose, no entanto, pesquisaram contra a corrente e descobriram no início dos anos 80, um dos processos celulares cíclicos mais importantes, a degradação de proteínas regulada. Por essa descoberta, o Comitê do Prêmio Nobel concedeu a eles o Prêmio Nobel deste ano de Química.

As proteínas são os blocos de construção de todos os seres vivos, encontrados em todas as células em que desempenham funções importantes: à medida que as enzimas aceleram e facilitam as reações químicas, como os hormônios assumem a função de sinalizar, elas desempenham um papel crucial no sistema imunológico e são responsáveis ​​pela forma e estrutura, Mas como uma célula libera proteínas indesejadas ou em excesso? Exatamente essa pergunta, os três vencedores do Prêmio Nobel exploraram e responderam em grande parte.

Consumo de energia enigmático

Já na década de 1950, os experimentos haviam mostrado que a degradação de proteínas próprias da célula consome energia - em contraste com outros processos de degradação controlada por enzimas, por exemplo, proteínas de alimentos no intestino ou proteínas absorvidas externamente em organelas celulares especiais, os lisossomos. Um primeiro passo em direção a uma explicação para esse aparente paradoxo foi dado em 1977, quando os cientistas produziram um extrato de glóbulos vermelhos imaturos que catalisavam a quebra de proteínas usando o ATP, a fonte de energia da célula.

Os ganhadores do Nobel Ciechanover e Hershko do Instituto de Tecnologia de Israel em Haifa e Rose da Universidade da Califórnia em Irvine também trabalharam com esse extrato em uma série de estudos colaborativos no final dos anos 70 e início dos anos 80. Neles, eles foram capazes de mostrar que a degradação de proteínas na célula ocorre em uma série de reações escalonadas, durante as quais as proteínas são identificadas pela célula com um marcador especial, a ubiquitina, e depois são destruídas deliberadamente. Este rótulo permite a degradação de proteínas indesejadas com alta especificidade e também explica o consumo inesperado de energia do todo.

Ubiquitin como um "beijo da morte"

A ubiquitina combina-se com a proteína condenada e serve como uma característica distintiva e um pateta por sua destruição. A célula transporta as proteínas marcadas para suas "plantas de reciclagem", os proteassomas, onde a ubiquitina ancorada na superfície da proteína se encaixa em um receptor e ativa o processo de degradação no proteassoma, de acordo com o princípio de bloqueio por chave. Pouco antes de a proteína ser completamente inserida no proteassoma, o "rótulo" da ubiquitina se dissolve novamente e pode ser reutilizado pela célula para marcar outra proteína. display

Essa degradação de proteínas conduzida por ubiquitina desempenha um papel crucial em processos celulares importantes, como divisão celular, reparo de DNA, controle de qualidade de proteínas recém-produzidas ou defesa imunológica. Se a degradação não funcionar adequadamente, resultará em mau funcionamento e eventualmente doenças. Doenças tão diversas quanto a fibrose cística e o câncer do colo do útero são exemplos de `` por várias razões '' quebra de proteínas que não funciona ou não funciona. O conhecimento dos processos de degradação mediados pela ubiquitina abre, portanto, a possibilidade de desenvolver agentes ativos contra tais defeitos e doenças.

(Karolinska Institutet, 10.10.2004 - NPO)