Upptäckt av dödsmärkning gav Nobelpris i Kemi
När proteinet har fått etiketten "dödsmärkt" i form av molekylen ubiquitin, ges ingen återvändo. Den måste dö och malas ner i cellens avfallskvarn. För den upptäckten belönas två israeliska forskare och en amerikansk med årets Nobelpris i kemi.
I cellen bryts också proteiner ner, till exempel om de är defekta eller helt enkelt har utfört det jobb de skapades för.
Den reglerade proteinnedbrytningen är en del av cellens kretslopp. Det upptäckte Aaron Ciechanover, Avram Hershko och Irwin Rose i början av 1980-talet.
Dödsmärkning
De såg att nedbrytningen av proteiner inte sker hur som helst, utan är noga reglerad: de proteiner som ska brytas ned i ett visst ögonblick, förses med en "etikett" i form av en molekyl, som fått namnet ubiquitin, som betyder allmänt förekommande. Man har nämligen funnit molekylen i många olika sorters vävnader och organ ismer.
Ofta kopplas en hel kedja av ubiquitinetiketter till det defekta proteinet. Märkningen är oåterkallelig. Så fort ett protein är ubiquitinmärkt förs det till cellens "avfallskvarnar", de så kallade proteasomerna. Ubiquitinet är som en nyckel som passar in i proteasomernas lås.
När nyckeln och lås har passats ihop, dras proteinet in i proteasomet och hackas i småbitar. Då har ubiquitinet redan kopplats loss för att användas på ett annat dödsdömt protein.
När den här "kvalitetskontrollen" av nytillverkade proteiner inte fungerar kan följden bli att organismen drabbas av olika sjukdomar. För människan innebär det bland annat cystisk fibros och olika cancersjukdomar, eventuellt också diabetes av typ II och Alzheimer.
Process i flera steg
Forskarna har funnit att omkring 30 procent av de nybildade proteinerna i en cell inte klarar cellens oerhört noggranna kvalitetskontroll, utan måste ubiquitinmärkas och förstöras.
Destruktionen av dessa proteiner är en process i flera steg.
En flerstegsprocess har också forskarnas eget arbete varit. En del av forskningen utfördes under sommarledigheter som Hershko och Ciechanover från Haifa i Israel tillbringade hos Irwin Rose på Fox Chase Cancer Center i Philadelphia i USA.
Redan under 1950-talet var det känt att nedbrytning av protein i celler krävde energi. Men vad som egentligen hände med proteinerna mellan tillverkning och destruktion i cellfabriken, visste man inte.
1975 isolerades den molekyl, som senare fick namnet ubiquitin, och som består av en kedja av 76 aminosyror.
1980 publicerade forskartrion Ciechanover-Hershko-Rose två rapporter om ubiquitin, där de bland annat visade att flera ubiquitinmolekyler kunde bindas till samma protein och då fungera som en "dödskyss" eller etikett med order om destruktion.
De fann också att en sådan etikettering obönhörligt ledde till att proteinet togs omhand av proteasomen, cellens avfallskvarn.
Proteasomen är en tunnliknande konstruktion, där proteinet i princip släpps in under locket, hackas itu inuti "tunnan" och släpps ut som avfall i andra änden.
Vad och hur
Men vad sätter igång dödsmärkningen av ett protein, frågade sig forskarna. De koncentrerade sig under 1980-talets början på att undersöka vilka enzymer som såg till att binda fast ubiquitinet med m ålproteinet, alltså det som skulle förstöras.
Tillsammans med sina studenter och disputerade forskare utarbetade den blivande Nobeltrion en flerstegshypotes om dödsmärkningen av proteiner i cellen. De hade upptäckt tre enzymaktiviteter som var inblandade.
Nu kunde de beskriva inte bara att, utan också hur defekta proteiner i en cell dödsmärks och förs till avfallskvarnen, där de mals sönder.
För detta får de nu Nobelpriset i kemi 2004, tio miljoner kronor att dela på och därtill allmänt erkänd vetenskaplig ära.
Så jobbar vi med nyheter