百人博士最新Nature子刊文章：泛素化修飾的特殊因子
日期：2017-02-09 09:14:54
細胞內蛋白泛素化經由泛素-蛋白酶體途徑實現。在這個過程中，一系列酶（E1、E2和E3）調控泛素鏈組合體，而且當正確的泛素化發生之后，一個冗余的或受損的蛋白就會被蛋白酶體破壞掉，關于泛素鏈形成的機制尚不是十分清楚。
來自中國科學院動物研究所，美國國立衛生研究院的研究人員近期發現在蛋白質泛素化修飾過程中還存在一個額外的泛素鏈延伸因子，他們揭示了第一個被被鑒定出來的E4：Ufd2p延長泛素鏈的作用機制，這將大大的拓展了人們對蛋白質泛素化修飾領域的認識。
這一研究成果公布在2月7日的Nature Communications雜志上，文章的通訊作者是動物研究所李衛研究員，助理研究員劉超博士為第一作者。李衛研究組主要從事蛋白質泛素化和類泛素化修飾的分子機制及其在配子發生中的作用機制方面的研究，從配子成熟、減數分裂、體細胞-生殖細胞互作和干細胞維持與分化四方面系統深入地解析泛素化和類泛素化修飾在配子發生和干細胞維持過程中的調控機理。
蛋白質泛素化修飾需要泛素經過泛素激活酶（E1）、泛素接合酶（E2）以及泛素連接酶（E3）的逐步催化轉移到底物蛋白上。在這篇文章中，研究人員通過在體外重構Ufd4p-Ufd2p泛素催化體系，發現Ufd2p可以在Ufd4p合成的Lys29連接泛素鏈上催化Lys48連接的多位點單泛素化修飾進而形成樹枝狀泛素鏈。在離體和在體條件下，均可以在泛素融合蛋白Ub-V-GFP上檢測到這種樹枝狀泛素鏈。
Ufd2p催化此類反應需要其氨基端的兩個環區識別Ub-V-GFP上的Lys29連接泛素鏈。Ufd2p催化合成的這種樹枝狀泛素鏈可以被蛋白酶體銜接蛋白，如Rad23p，Dsk2p以及Rpn10p等識別，進而介導其修飾底物蛋白的降解。因此，Ufd2p可以作為一種新型的泛素鏈轉換因子，將非降解型泛素鏈信號轉換為可被蛋白酶體識別的降解型泛素鏈信號，進而促進修飾底物的降解。Ufd2p這種泛素鏈連接形式轉換的功能在內質網相關的蛋白質降解（ERAD）、OLE通路以及酸性條件耐受等方面可以發揮重要作用。
這項研究揭示了Ufd2p（E4）延長泛素鏈的作用機制，Ufd2p作為泛素鏈轉換因子的功能大大的拓展了人們對蛋白質泛素化修飾領域的認識。
