USP22在转录调控及肿瘤发生中的作用

泛素特异性蛋白酶22（ubiquitin specific protease 22,USP22）是一种组蛋白去泛素化酶,在核受体介导的基因转录调控中起增强转录活性的作用。USP22在肿瘤发生、发展中发挥着重要作用,影响癌基因c-Myc介导的基因转录,从而促进肿瘤的增殖和生长;另一方面,USP22可改变远上游识别序列结合蛋白1（far upstream element—binding protein1,FBP1）的泛素化水平,从而影响FBP1下游的抑癌基因p21的表达。USP22与胃癌、大肠癌、乳腺癌及膀胱癌等肿瘤的病理进程相关。此外,USP22在端粒稳态的维持中起作用。本文主要综述USP22参与核受体介导的基因转录调控的表观遗传学机制及其在肿瘤发生中的作用。     

泛素特异蛋白酶4研究进展

泛素特异蛋白酶4(ubiquitin-specific protease 4,USP4)是一种重要的去泛素化酶,它通过识别特异性靶蛋白,使之去泛素化来阻碍其降解或改变其特性,在肿瘤、病毒感染及多种信号通路中发挥重要调节作用。但目前有关USP4在肿瘤形成和发展过程中究竟行使癌基因抑或是抑癌基因的功能尚存在争议。本文从USP4的结构、功能及信号通路等方面对其研究进展作一介绍。     

去泛素化酶USP1的结构、功能及其抑制剂的研究进展

泛素化是一种维持细胞稳态必不可少的翻译后修饰,通过泛素分子与靶蛋白的连接参与蛋白质功能、定位和转换的调节。去泛素化酶介导的去泛素化为泛素化过程的逆反应,参与泛素的回收、编辑和重排。泛素特异性蛋白酶是最大的去泛素化酶家族,泛素特异性蛋白酶1 (USP1)是其中重要的亚型,广泛参与维持基因组完整性、细胞周期和细胞稳态。在多种肿瘤类型中均存在USP1异常表达,因此该靶点受到了广泛关注。目前研发进展最快的小分子USP1抑制剂为KSQ-4279,处于Ⅰ期临床研究阶段;另外ISM3091也已在国内和美国获得新药临床试验批件,即将开展临床试验。该文综述了USP1的结构、调控、生理功能、与肿瘤发生发展的关系以及USP1抑制剂的研究进展。     

SCF泛素连接酶靶蛋白识别组分FBW7

FBW7（F-box and WD repeat domain-containing7）是F-box蛋白家族成员,为SCF（SKP1-CUL1-F-box）型泛素连接酶的靶蛋白识别组分。FBW7通过靶降解周期蛋白E、Myc、Jun等多种癌蛋白,对细胞周期进程、细胞生长、分化起重要调控作用。在多种人类肿瘤中已发现FBW7突变,FBW7功能缺失会引起染色体不稳定及肿瘤发生,表明FBW7是一种肿瘤抑制因子。在FBW7缺失所致的肿瘤发生过程中,周期蛋白E、Myc等靶蛋白活性升高、p53功能缺失有重要作用。     

泛素融合降解蛋白UFD1的结构与功能

泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质选择性降解的主要途径,参与多种真核生物细胞生理过程,与细胞的生理功能和病理状态有着密切的关系。该途径中UFD1作为泛素识别因子介导泛素化的靶蛋白至26S蛋白酶体降解。该文在概述泛素-蛋白酶体途径作用机制的基础上,对哺乳动物和酵母UFD1蛋白的结构及其在细胞周期调控、转录调控、内质网相关蛋白降解中的功能进行了综述。     

泛素化在TRAF2介导的NF-κB信号通路中的作用

NF-κB（核因子κ增强子结合蛋白）是核转录因子家族成员,具有调节免疫、炎症和细胞存活的功能.它可被TRAF2（tumor necrosis factor receptor associated factor 2,肿瘤坏死因子受体相关因子2）等相关因子活化.TRAF2包含了N-端的环指结构域和C-端的高度保守结构域.它通过与肿瘤坏死因子受体超家族成员相互作用,介导了下游信号通路.而TRAF2的泛素化在过程中是关键的,鞘磷脂作为TRAF2的泛素化连接酶辅助因子,在TRAF2介导的NF-κB信号通路中发挥重要作用.     

去泛素化酶OTUD3通过稳定PTEN抑制癌症发生发展

PTEN(phosphatase and tension homology,deleted in chromosome 10)是重要的抑癌分子,其蛋白剂量水平的精细变化与肿瘤的发生发展密切相关。PTEN的蛋白水平调控研究一直是该领域的研究热点,虽然已经发现了数个PTEN的泛素连接酶,但能调控PTEN蛋白稳定性的去泛素化酶却一直不明确。该文介绍了PTEN泛素化修饰的最新进展,去泛素化酶OTUD3(OTU domaincontaining protein 3)通过去除PTEN的多聚泛素化维持其蛋白水平,并发挥抑癌功能。这一研究进展弥补了通过拮抗泛素化降解从而稳定PTEN这一长期未被阐释的调控机制。     

eIF4A1与TrkA相互作用后抑制TrkA的泛素化

神经生长因子（NGF）结合细胞表面受体p75NTR(p75神经营养素受体)和TrkA（酪氨酸蛋白激酶A）后介导了细胞分化、细胞生存、凋亡、增殖和侵袭等多个重要的生理病理过程. TrKA能与细胞内多个蛋白质相互作用,但是由于NGF信号通路的复杂性,现在仍有必要发现与之相互作用的蛋白质以更准确地了解NGF信号通路. 本研究中我们通过酵母双杂交的方法筛选到了一个新的与TrKA相互作用的蛋白质——真核生物翻译起始因子4A1（eIF4A1）,然后通过谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降实验（GST-pull-down）和免疫共沉淀实验（Co-IP）证明了TrkA和eIF4A1的相互作用. 此外NGF能够增强TrkA和eIF4A1的相互作用. 在鉴定相互作用位点实验中,我们发现eIF4A1的氨基端结构域和TrkA的TK结构域参与了相互作用. TrkA和eIF4A1共定位在细胞膜上. NGF能够引起TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接,而eIF4A1与TrkA相互作用后能够抑制TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接. 综上,得出结论 eIF4A1通过与TrkA相互作用抑制其泛素化调控NGF信号通路.     

低分化胃腺癌组织AUF1与p16表达的负相关

RNA结合蛋白AUF1（AU-富含元件结合/降解因子）通过结合并促进抑癌基因p16 mRNA降解来抑制p16表达.然而,AUF1-p16调控过程在肿瘤发生发展过程中的意义有待探讨.本研究用Western印迹与RT-PCR技术分别检测临床50例患者低分化胃腺癌组织和癌旁组织细胞中AUF1和p16蛋白、p16 mRNA的表达情况,并分析其关联性;用RNA Pull-down技术检测其AUF1与p16 mRNA的结合情况.结果显示,低分化胃腺癌组织AUF1蛋白表达水平明显增高,且与p16蛋白和p16 mRNA相对表达水平呈负相关;RNA pull-down分析结果显示,癌组织AUF1与p16-3′UTR的结合活性明显强于癌旁组织. 提示AUF1-p16调控过程可能是低分化胃腺癌组织p16水平降低的重要机制.     

体外重构STUB1介导α-1抗胰蛋白酶突变体Z蛋白泛素化修饰反应体系

α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白(α-1 antitrypsin Z-mutant protein, ATZ)是引发α-1抗胰蛋白酶缺陷症(α-1 antitrypsin deficiency, AATD)的主要原因,研究ATZ蛋白的泛素化修饰和降解对于治疗AATD具有重要意义。STUB1是一种重要的E3泛素连接酶,参与调节多种蛋白质的泛素化修饰。然而,STUB1是否参与ATZ的泛素化修饰尚未明确。本研究首先将ATZ和STUB1的编码基因克隆到pET28a质粒,构建了这2个蛋白的表达质粒。随后,将重组质粒转入大肠杆菌表达系统,在优化诱导条件实现了重组蛋白的异源表达。通过金属螯合亲和层析技术纯化得到目的蛋白,并通过蛋白质谱分析验证了其氨基酸序列的准确性。利用纯化的ATZ和STUB1重组蛋白,构建了一个体外泛素化修饰反应体系。实验结果显示,在ATP、E1泛素激活酶和E2泛素结合酶的协同作用下,STUB1成功催化了ATZ的泛素化修饰。本研究提供了一种体外获得Z型突变体ATZ纯化蛋白的方法,并确认了STUB1介导ATZ的泛素化修饰功能,推进了对α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白在细胞内降解过程的调控机制的理解。     

抑制eIF3I蛋白的泛素化降解促进人宫颈癌细胞增殖

目的:研究eIF3I蛋白在细胞中的泛素化修饰,阐明其对人宫颈癌细胞系Hela增殖的影响.方法:通过点突变技术获得突变体K282R,与野生型eIF3I比较泛素化的水平,研究细胞内的泛素化修饰调控.经流式细胞仪分析细胞周期,研究野生型蛋白eIF3I和突变体K282R对Hela细胞的细胞周期影响.再从周期蛋白水平研究eIF3I对细胞增殖的调控作用.结果:突变体K282R比野生型eIF3I蛋白的外源表达量大.在Hela细胞中K282R突变体的泛素化水平低,抑制了该蛋白的泛素-蛋白酶体途径降解.过表达eIF3I能上调周期蛋白Cyclin D1的表达量,促进细胞进入由G1期进入S期.同时,泛素化程度低的突变体K282R具有较强的促进细胞增殖的作用.结论:抑制eIF3I的泛素-蛋白酶体途径降解能上调周期蛋白CyclinD1的表达,促进肿瘤细胞增殖,提示eIF3I在细胞增殖和肿瘤发生发展中发挥作用.     

F-box蛋白在植物生长发育中的功能研究进展

在真核生物中,由泛素介导的蛋白降解途径与植物生长发育密切相关。F-box蛋白家族是一类含有Fbox基序(motif),在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质家族。目前,从各种植物中已鉴定出大量的F-box蛋白质,这类蛋白质在植物激素的信号转导、光信号转导、自交不亲和以及花器官发育等许多生理过程中都具有重要功能。研究发现F-box蛋白在调控植物生长发育过程中所发挥的功能与其结构及泛素蛋白酶体途径密切相关。     

泛素化和SUMO化对DEC1的拮抗调控作用

分化的胚软骨表达蛋白1(differentiated embryo-chondrocyte expressed gene 1,DEC1)作为一种时钟蛋白,除了在周期节律的调控中发挥转录抑制作用外,还在能量代谢以及多种肿瘤相关的信号通路的调控中发挥重要作用。此外,蛋白质的翻译后修饰是实现蛋白质功能精细调控的一种重要方式。目前发现,DEC1主要可被两种翻译后修饰,即泛素化和SUMO化修饰。尽管泛素化和SUMO化是两种过程非常类似的蛋白质翻译后修饰方式,但是它们对目的蛋白功能的调控却截然不同。由于泛素化和SUMO化与底物的作用靶点都是赖氨酸(Lys),因此在多数情况下,泛素化和SUMO化以拮抗性的方式调控底物蛋白的功能。鉴于此,该文旨在阐述泛素化和SUMO化修饰对DEC1功能的拮抗调节过程,为了解时钟蛋白DEC1对多种信号通路的调控过程中的分子机制提供新的思路。     

陷窝蛋白-1在肿瘤发生发展中的双重性

陷窝蛋白-1(caveolin-1)是陷窝(caveolae)的主要结构成分,在细胞内吞、胆固醇运输、信号传导、肿瘤发生中发挥重要作用。陷窝蛋白-1在肿瘤中发挥抑癌作用还是促癌作用一直存在争论:在乳腺癌、肺癌、卵巢癌中发挥抑癌基因样作用,而在前列腺癌中则发挥癌基因样作用。这一现象提示,陷窝蛋白-1在不同肿瘤中发挥作用可能不同,其生物学作用具有双重性。本文将对陷窝蛋白-1的结构、分布、表达及与肿瘤的关系作一综述。     

泛素化连接酶HUWE1在相关疾病中的研究进展

泛素化连接酶是泛素蛋白酶体系统中的关键酶之一,主要负责靶蛋白特异性识别以及泛素化系统活性的调控。HUWE1是一类具有HETC(homologous to E6AP C terminus)功能域的泛素化连接酶。研究发现,HUWE1参与细胞凋亡、基因组DNA损伤、肿瘤抑制因子调控和神经细胞分化增殖等重要生理过程。现主要针对泛素化连接酶HUWE1在肿瘤发生、男性生殖系统损伤、胚胎发育异常与神经发育疾病中的研究进展以及调节机制进行综述。     

K6非典型泛素化修饰研究进展

泛素化是一种存在于真核生物内的蛋白质翻译后修饰,介导了蛋白质的特异性降解与信号转导,参与了诸多生命过程的调控进而影响着机体方方面面的功能。泛素化网络的紊乱和失衡是导致人类严重疾病的重要原因。泛素分子可以形成8种不同拓扑结构的同质泛素链,其丰度和功能差别巨大。目前,丰度较高的K48及K63经典泛素链的修饰底物较多、功能研究相对充分,而其他非典型泛素链的含量低、研究相对较少,但是诸多证据表明非典型泛素链在细胞内发挥着重要的调节功能。K6泛素链是一种重要的非典型泛素链,与K48链相似,具有紧密的空间结构。目前研究发现K6泛素链在DNA损伤修复、线粒体质量控制等过程中发挥重要调节功能,在肿瘤发生、发展以及帕金森疾病的致病过程中有着重要的作用。目前,由于缺乏特异性的K6泛素链抗体和有效的富集手段,导致K6泛素链修饰的底物、调控机制研究相对较少,诸多调控过程和功能有待进一步深入研究。本文系统综述了K6非典型泛素链的结构特征、调控机制以及相关的生物学功能与疾病,为K6泛素链的功能研究提供参考。     

HIF-1α的泛素化和SUMO化修饰

低氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1,HIF-1）是异二聚体的转录因子,由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成,在细胞低氧应答反应中起核心作用,能调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因.泛素是一种由76个氨基酸残基组成的保守性多肽,广泛存在真核生物中.SUMO是泛素样蛋白家族成员,分子量约为12 kD的小蛋白,从拟南芥到人类普遍存在.泛素和SUMO可共价结合许多靶底物蛋白,对其进行翻译后修饰,该过程分别称为泛素化与SUMO化.近来研究显示,HIF-1α的翻译后修饰如泛素化、SUMO化可调节其的稳定性,从而改变HIF 1α的转录激活活性.本文主要就HIF-1α泛素化及SUMO化修饰等问题作一综述.     

TSG101在病毒出芽过程中的作用及其机制

TSG101基因是新发现的抑癌基因候选者,定位于人类 11号染色体 p1511-p1512,其编码产物TSG101蛋白N端区域与泛素结合酶(UBC)同源。近年来研究发现,TSG101基因具有多种重要的功能,与多种病毒出芽密切相关,所以TSG101可作为一个新的抗病毒靶点。本文主要从TSG101在多种病毒（HIV、IAV、MARV、ASV等）出芽过程中扮演的角色,TSG101与多种蛋白(泛素、Nedd4、ARMMs、Tom1、Gag、VP40、NP等)的相互作用进而辅助病毒出芽的机制,以及TSG101抑制剂的研究等方面进行阐述。     

肾癌中VHL基因的研究进展

抑癌基因VHL(von Hippel-Lindau)的突变可导致VHL综合征。其所编码的蛋白产物——肿瘤抑制蛋白VHL(von Hippel-Lindau tumor suppressor protein,p VHL)可与多种底物特别是低氧诱导因子(hipoxia inducible factor,HIF)相互作用。p VHL在有氧状态下主要通过参与组成泛素连接酶复合体作用于HIF,从而介导其泛素化降解。VHL突变所致的HIF活化,导致肿瘤血管生成、肿瘤细胞增多,与肾细胞癌的发生、发展密切相关,可作为肾细胞癌潜在治疗靶点之一。     

去泛素化酶与肿瘤

泛素化修饰（ubiquitination modification）广泛存在于真核生物,通过26S蛋白酶体降解途径或信号传递等,改变蛋白质稳定性、定位和活性等功能,参与细胞的周期、转录、炎症、肿瘤和免疫等各项功能,是一类复杂的动态调控系统。泛素化调节是一个可逆过程,被泛素连接酶（ubiquitin ligase,E3）和去泛素化酶（deubiquitylase,DUB）拮抗调控。去泛素化酶可介导底物蛋白质去泛素化,调节蛋白质功能,参与细胞各项生命活动。去泛素化酶的蛋白质丰度、定位和催化活性等受到严格调控。在肿瘤的发生发展过程中,有许多与肿瘤相关的重要抑癌或者促癌蛋白质被去泛素化酶调控,而且去泛素化酶的表达异常、突变等都会影响细胞的DNA损伤修复、凋亡、自噬、分子信号通路和染色质重塑等,从而调控肿瘤细胞的生长侵袭和转移等过程。因此,去泛素化酶系统是参与肿瘤调控的重要蛋白质,也是肿瘤的重要药物靶标,已有多个小分子抑制剂用于抗肿瘤治疗的研发。本文主要总结介绍了泛素分子、泛素链特异性和去泛素化酶系统在肿瘤中的调节机制,为临床药物靶点的设计以及诊断指标等提供依据。