Intracellular protein degradation: from a vague idea through the lysosome and the ubiquitin-proteasome system and onto human diseases and drug targeting / La degradación intracelular de proteínas: Desde una vaga idea, a través del lisosoma y el sistema ubiquitina-proteosoma a las enfermedades humanas y el blanco de las drogas

ABSTRACT

Between the 1950s and 1980s, scientists were focusing mostly on how the genetic code is transcribed to RNA and translated to proteins, but how proteins are degraded has remained a neglected research area. With the discovery of the lysosome by Christian de Duve it was assumed that cellular proteins are degraded within this organelle. Yet, several independent lines of experimental evidence strongly suggested that intracellular proteolysis is largely non-lysosomal, but the mechanisms involved remained obscure. The discovery of the ubiquitin-proteasome system resolved the enigma. We now recognize that degradation of intracellular proteins is involved in regulation of a broad array of cellular processes, such as cell cycle and division, regulation of transcription factors, and assurance of the cellular quality control. Not surprisingly, aberrations in the system have been implicated in the pathogenesis of human disease, such as malignancies and neurodegenerative disorders, which led subsequently to an increasing effort to develop mechanism-based drugs.

RESUMEN

Entre los años 1950 y 1980 los científicos focalizaron sus estudios sobre la forma en que el código genético es transcripto al ARN y traducido a las proteínas, dejando de lado la forma en que éstas se degradan. Con el descubrimiento de los lisosomas por Christian de Duve se asumió que las proteínas se degradaban en el interior de esa organela. Sin embargo, varias líneas de trabajo independientes sugerían fuertemente que la proteólisis intracelular era en su mayor parte no lisosómica, aunque se desconocían sus mecanismos. El descubrimiento del sistema ubiquitina-proteosoma resolvió el enigma. Ahora sabemos que la degradación intracelular de proteínas participa en la regulación de un amplio espectro de procesos celulares como la división y el ciclo celular, la regulación de los factores de transcripción y el control de la calidad celular. No es sorpresa entonces que las aberraciones del sistema estén relacionadas con la patogénesis de enfermedades humanas como tumores y desórdenes neurodegenerativos, lo que llevó luego a un esfuerzo para desarrollar drogas basadas en este mecanismo.