A hosszú és rövid életidejű fehérjék lebontásának különbözőségei, a két fő lebontó mechanizmus létezésének felismerése

Poole és Wibo már 1973-ban megfigyelte, hogy patkány fibroblaszt tenyészetekben a friss médium tartalmaz valamilyen faktort ami csak a hosszabb életidejű fehérjék lebontását gátolja (Poole és Wibo, 1973). Knowles és Ballard szövettenyészetben tartott Reuber H35 hepatoma sejteken végzett kísérletei kimutatták, hogy egy sor egymástól nagyon különböző szer (inzulin, cikloheximid, puromicin, leupeptin, antipain és magzati borjúszérum), hasonló jelölési feltételek mellett, ugyanolyan maximális mértékben (30 %) képes gátolni a normális fehérjék intracelluláris lebontását. Hasonló körülmények között a fenti anyagok nem befolyásolták az aminosav analóg fluorofenilalanin (Neff és mtsai., 1979) vagy kanavanin (Knowles és Ballard, 1976) beépítésével abnormálissá tett fehérjék, illetve egy rövid életidejű normális fehérje (foszfoenolpiruvát-karboxikináz) degradációját (Knowles és Ballard, 1976).

A szerzők ezen eredmények alapján azt az elképzelést alakították ki, hogy két alapvető lebontó mechanizmus működik az eukarióta sejtekben. Az egyik az abnormális és rövid életidejű fehérjék lebontására specializálódott, amelyre a fenti gátlószerek nem, vagy alig hatnak. Ezen utóbbi lebontó mechanizmusnak a további vizsgálata során kapott eredmények vezettek el később az ubiquitin-proteaszóma rendszer felfedezéséhez, amit kémiai Nobel-díjjal ismertek el 2004-ben. A három díjazott Aaron Ciechanover, Avram Hershko és Irwin Rose (függelék 14.,15., 16. ábra). Közülük Avram Hershko, azaz Herskó Ferenc Magyarországon született. Az ubiquitin-proteaszóma rendszerrel könyvünk a későbbiekben részletesen foglalkozik.

A jelzett fehérjék lebontásának sejtbiokémiai mérései alapján Knowles és Ballard egy másik lebontó rendszer létezésére is javaslatot tett (Knowles és Ballard, 1976). Ennek fő jellegzetességeit a következőkben látták. Az éhezés és a növekedési faktorok hiányában (angol kifejezéssel „stepdown”, tehát a katabolizmusnak kedvező, körülmények között) aktiválódik és az ellenkező, tehát anabolikus hatásokra (inzulin, aminosavak, szérum) gátlódik, emellett az átlagosan hosszabb életidejű fehérjék lebontását végzi.