去泛素化酶与细胞周期调控

作者:魏东;邓堂刚;叶茂; 刊名:中国细胞生物学学报 上传者:杨春波

【摘要】泛素化是蛋白质翻译后的一种重要修饰方式。通过泛素化,蛋白质被标记上多聚泛素化链,而被蛋白酶体所识别并导致其降解。细胞周期是细胞增殖的基础,泛素化介导的蛋白质降解在驱动真核生物细胞周期的有序运行中起着极其重要的作用。近年来的研究表明,泛素化是一个可逆的过程,去泛素化酶能够逆转泛素化过程而稳定蛋白质,并与细胞周期各时相的调控密切相关。因此,该文就去泛素化酶在细胞周期调控中的最新研究进展进行了综述。

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1泛素–蛋白酶体途径(ubiquitin-protea-some pathway, UPP)泛素(ubiquitin)是广泛存在于真核生物中的高度保守的小分子多肽,共由76个氨基酸组成,包括7个可直接参与泛素化过程的赖氨酸残基(Lys6、Lys11、Lys27、Lys29、Lys33、Lys48和Lys63)[1]。蛋白质的泛素化过程是在ATP参与下,由泛素活化酶E1(ubiquitin-activating enzyme E1)通过形成酰基–腺苷酸中介物使泛素分子C-端活化,活化的泛素分子进而与泛素结合酶E2(ubiquitin-conjugating enzyme E2)的半胱氨酸残基结合,最后在泛素连接酶E3(ubiquitin-ligase E3)的参与下,将E2结合的泛素羧基与靶蛋白赖氨酸残基侧链的氨基脱水缩合形成异肽键。通过细胞内的蛋白酶体能够识别并结合多聚泛素化的蛋白,进而将靶蛋白进行水解并释放出泛素分子[2-4]。泛素–蛋白酶体通路是细胞内蛋白质降解的最主要途径,介导细胞内多种生理过程的调控,如细胞周期、细胞凋亡、损伤应激、基因转录调节、免疫应答等。UbiquitinDUBFree ubiquitin poolProteinProteinProteinProteinProteinEditingDissociationof free ubiquitinchainsPrecursorprocessingLSRescue from degradationDegradationRecyclingDegradative signalUBA80UBA52UBBUBCRemoval of non-degradative ubiquitin signalUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUb UbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUb UbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUbUb2去泛素化去泛素化是指泛素化的蛋白质在去泛素化酶的作用下被移除泛素的过程。人类基因组可编码约100种去泛素化酶(deubiquitinase, DUB)[1]。根据序列和结构的相似性,可将去泛素化酶分为七大家族:泛素特异性蛋白酶家族(ubiquitin-speci?c proteases,USPs)、泛素C-末端水解酶家族(ubiquitin C-terminalhydrolases, UCHs)、卵巢癌蛋白酶家族(ovarian tu-mor proteases, OTUs)、Machado-Joseph疾病蛋白酶家族(Machado-Joseph disease proteases, MJDs)、MINDY蛋白酶家族(MIU-containing novel DUB fam-ily)、JAMM家族(Jad1/Pad/MPN domain-containingmetallo enzymes)以及最新发现的ZUFSP/Mug105家族(zinc finger with UFM1-specific peptidase domainprotein/C6orf113/ZUP1)[5]。在细胞内去泛素化酶的功能可大致分为以下几种[1](图1):(1)加工泛素前体,产生自由的泛素分子;(2)移除蛋白质上的泛素链,避免蛋白质被蛋白酶体降解,从而稳定蛋白质;(3)移除蛋白质上连接的非降解泛素化信号;(4)通过阻止泛素分子与底物蛋白质一起被降解,确保细胞内泛素分子的稳态;(5)参与细胞内游离泛素链的解

参考文献

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