Doorbraak in enzymonderzoek: ontrafelen van ubiquitineketens voor inzichten in ziektebehandeling en moleculaire therapieën

AmsterdamWetenschappers hebben onlangs een ontdekking gedaan in de moleculaire biologie die verklaart hoe de enzymen USP53 en USP54 functioneren. Deze enzymen behoren tot een groep genaamd deubiquitinases (DUB's) die helpen bij het verwijderen van ubiquitine van eiwitten. Wanneer deze enzymen niet goed werken, kan dit ernstige ziekten veroorzaken zoals kanker en neurodegeneratieve aandoeningen. Inzicht in de werking van USP53 en USP54 kan leiden tot nieuwe behandelingsmogelijkheden voor deze ziekten.

Wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Moleculaire Fysiologie hebben in samenwerking met de Technische Universiteit Dortmund en het Erasmus MC Rotterdam de specifieke activiteit van bepaalde enzymen ontcijferd. Eerdere pogingen om de katalytische werking van USP53 te identificeren waren niet overtuigend. In het nieuwe onderzoek is ontdekt dat zowel USP53 als USP54 zich richten op K63-verbonden polyubiquitineketens, een unieke vondst onder menselijke DUB's.

Belangrijke bevindingen van het project zijn:

• USP53 en USP54 verwijderen lange K63-verbonden ketens van eiwitten.
• USP53 knipt deze ketens volledig los, terwijl USP54 ze inkort.
• Beide enzymen hebben een S2-katalytisch domein, wat hun functie op lange ketens versterkt.
• Mutaties in USP53 worden in verband gebracht met leverziekten bij kinderen, wat een potentieel therapeutisch doelwit biedt.

Lees ook:

3 februari 2025 · 01:32

Vroegtijdige Griekse loodvervuiling onthult maatschappelijke veranderingen en economische transities in oude beschavingen

Wetenschappers hebben ontdekt dat deze enzymen een voorkeur hebben voor K63-gekoppelde ketens, wat ons begrip van de werking van ubiquitine in de menselijke biologie verandert. Deze voorkeur wijst op verschillende mogelijke functies van deze ketens in de cel, zoals het afbreken van eiwitten of het repareren van DNA. Deze functies zijn van belang omdat ze invloed kunnen hebben op de behandeling van ziekten waarbij de controle van ubiquitine niet goed functioneert.

USP53 is verbonden met een genetische leveraandoening genaamd progressieve familiaire intrahepatische cholestase en is hierdoor van groot belang voor medisch onderzoek. Wetenschappers hebben aangetoond dat eiwitten zoals tricelluline en LSR mogelijk worden beïnvloed door USP53. Problemen bij het verwijderen van bepaalde moleculen van deze eiwitten kunnen symptomen van cholestase veroorzaken. Door deze problemen te bestuderen, hopen onderzoekers methoden te vinden om de ziekte te behandelen of te voorkomen, wat kan leiden tot nieuwe behandelingsmogelijkheden.

Dit onderzoek richt zich op de invloed van deubiquitinases, een soort eiwit, op de menselijke gezondheid. Door beter inzicht te krijgen in de werking van deze eiwitten, kunnen wetenschappers hun rol in ziektes beter begrijpen en nieuwe behandelingsopties ontwikkelen met behulp van moleculaire technologie. Deze vooruitgang helpt bij het verklaren van fundamentele biologische processen en biedt mogelijkheden voor het ontwikkelen van gerichte medische therapieën voor ziekten die met ubiquitinering te maken hebben.