FURTHER READING Berke, S. J. & Paulson, H. L. Protein aggregation and the ubiquitin proteasome pathway: gaining the UPPer hand on neurodegeneration. Curr. Opin. Genet. Dev.13, 253-261 (2003) | | | |
Adams, J. Proteasome inhibitors as new anticancer drugs. Curr. Opin. Oncol.14, 628-634 (2002) | | | |
Lindsten, K. et al. A transgenic mouse model of the ubiquitin/proteasome system. Nature Biotechnol. 2003 July 20 (doi:10.1038/nbt851) | | |
Деструкция ключевых регуляторных белков с помощью ubiquitin/proteasome системы является критической для многих регуяторных процессов в клетках, и как предполагают, участвуют в патогенезе ряда нарушений, включая рак и нейродегенеративные заболевания. Протеосомные ингибиторы, такие как bortezomib, являются многообещающими лекарствами для лечения рака, т.к. они обладают выраженной противо-опухолевой активностью. С др. стороны, предполагается, что нарушения в этой системе м. играть роль в гибели нейрональных клеток при различных нейродегенеративных нарушениях. Несмотря на наличие животных моделей ряд этих заболеваний, таких как Alzheimer's и Parkinson's, in vivo отсутствуют данные, указывающие на ubiquitin/proteasome систему. Dantuma и др. разработали модель для количественного аналаиза in vivo degradative machinery, получив трансгенных мышей, несущих репортёрный green fluorescent protein (GFP) с постоянно активным degradation сигналом.
Процесс удаления внутриклеточных белков связан со сложной сетью энзимов, которые связывают множественные N-терминально прикрепляемые ubiquitin молекулы с белковым субстратом, это делает субстрат мишенью для расправления (unfolding) и последующей деградации протеосомами. Чтобы прояснить этот процесс in vivo, Lindsten et al. отбирали GFP-репортер, слитый с N-терминально прикрепляющимся убиквитином, который служит в качестве акцептора для дальнейших молекул убиквитина, при этом автоматически высвобождает GFP для протеосомной деградации. GFP слитый белок оказывается толерантным при высокой концентрации в клетках млекопитающих. Протеосомные ингибиторы, вводимые трансгенным животным, экспрессирующие этот репортёрный сусбтрат, вызывают существенное накопление GFP во множественных тканях, подтверждая функциональность репортерного белка in vivo. Более того, анализ трансгенных животных показал, что накопление репортрного белка, индуцируется в первичных нейронах с помощью аберрантного убиквитина, обнаруживаемого при .
Роль ubiquitin/proteasome системы при разных нарушениях, а также идентификация терапевтических мишеней, делает таких GFP-трансгенных животных важным инструментом мониторинга состояния ubiquitin/proteasome системы при физиологических и патологических условиях.