PDF《泛素化及相关疾病研究进展 *》

2 个E1 对应的下游底物进行了分类,最终确 认了

528 个Uba6 特异性底物,494 个Uba1 特异 性底物,以及

225 个共同作用底物,并发现这些底 物对应于不同的细胞信号通路.其中 Uba6 特异性 底物多与细胞结构及运动有关,而Uba1 特异性底 物则与某些代谢通路相关[6] . 2援2 泛素结合酶 E2 E2 不只是 UB 的携带者,它有转硫醇(把硫酯 转移至巯基)和氨解(把硫酯转移至氨基)[7]

2 个作 用.在细胞中,E2 主要以 E2~UB 轭合物的形式存 在,以便随时进行反应.此外 E2 也可以直接调节 泛素化相关酶的活性,例如,专门水解 Lys48 聚泛 素链的去泛素化酶 OTUB1 的活性,就是通过与游 离E2 的相互作用而加强的[8] . 2援3 泛素鄄蛋白连接酶 E3 E3 是一个庞大的家族,已发现的 E3 超过

600 个. 按结构特点主要可分为

3 类:RING(really interesting new gene,还包括拓扑结构类似的 U-box E3)、 HECT(homologous to E6AP C-terminus)以及 RBR(RING-in-between-RING).RING E3 可以细分 为单分子 RING E3 和多亚基 E3 复合物,如SCF、 APC/C、Cullin 2/Elongin B/C/VHL 等均属于多亚基 E3 复合物[9-10] . 本课题组前期通过对泛素 C 端小肽库进行筛 选,获得了对 E1 具有较高活力的小肽,这些小肽 相比野生型小肽,活性提高了

1 400 倍.并且小肽 对2个E3:E6AP 和CHIP 的泛素化表现出了抑制 效果,而这

2 个E3 均参与了 p53 的降解,具有抑 制肿瘤细胞形成的潜力[11] . (a) (b) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 底物 底物 底物 底物 底物 底物

378 ・ ・ 方帅, 等:泛素化及相关疾病研究进展 2017;

44 (5) 2援4 蛋白酶体 泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)的功能是选择性降解被 UB 标记的蛋 白质,因而在细胞周期调控、受体下调、基因转录 和细胞凋亡等诸多生命活动中发挥重要作用[12] .蛋 白酶体是 UPS 作用的最后一环,也是肿瘤治疗的 靶点,蛋白酶体抑制剂 Bortezomib、Carfilzomib 及Ixazomib 等已获得临床批准. 2援5 去泛素化酶 DUB 泛素化的过程是可逆的,这个过程由去泛素化 酶DUB 完成.DUB 的功能是从多泛素融合蛋白或 被标记蛋白中产生游离 UB[13] ,以保持细胞中游离 UB 水平的稳态[14] .除调节组蛋白修饰外,DUB 还 可对多种 DNA 损伤应答进行检查.许多 DUB 有 调节 p53 信号传导的功能. 本课题组在前期的研究中发现,通过对 UB 第73 位氨基酸 Leu 进行单点突变,突变体 Leu73Phe 和Leu73Tyr 相比野生型 UB,对DUB 的耐受能力 大大增强[15] .UB 的C端一个位点的变化,就可以 使其泛素化底物对 DUB 的耐受性受到很大影响, 这为研制 DUB 抑制剂提供了一定的理论依据.

3 泛素化修饰 PTM 决定了大部分蛋白质的功能和命运,泛 素化修饰则是其中最常见的形式之一.连接到底物 后,泛素会进行进一步修饰,这些修饰代表着不同 的信号并引导细胞的不同活动,即 泛素密码 . 泛素化可以发生在泛素 N 端及

7 个赖氨酸残基上, 形成包含复杂拓扑结构的聚泛素链.泛素的赖氨酸 残基也可以被 SUMO 或NEDD8 等类泛素分子修 饰.泛素的修饰还包括 Lys 残基的乙酰化和 Ser、 Thr、Tyr 残基的磷酸化,每种修饰都可能显著性 地改变信号的结果[16] . 通过 Lys48 连接的 Lys48 链是最典型的聚泛素 链,占了所有链型的 50%以上,是底物被蛋白酶 体降解的信号.而细胞中占比第二的链型(Lys63 链)则起着信号传导的作用[1] . 非典型的聚泛素链也带有许多信息.例如, Met1 链(即直链)是NF-资B 信号的重要正调节因 子[16] ;