定量蛋白质组学揭示酵母去泛素化酶Ubp14生物学功能

泛素化是一种动态可逆的蛋白质翻译后修饰,泛素分子在泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶的级联酶促反应催化下共价连接到底物蛋白上。去泛素化酶将泛素分子从底物上移除,动态可逆地调控泛素化修饰,在成熟泛素的生成、泛素链的移除与修剪、游离泛素链的回收等过程中发挥着关键的调控作用。本文的研究对象是酵母中泛素特异性蛋白酶(ubiquitin specific protease, USP)家族成员Ubp14,负责回收细胞内游离的泛素链。本研究定量比较了酵母细胞中Ubp14缺失对全蛋白质组的影响,进而找出其潜在的调控通路和分子功能。首先,通过同源重组技术构建了ubp14?菌株,发现其生长速度低于野生型酵母。利用稳定同位素氨基酸代谢标记技术结合深度覆盖的蛋白质组学分析技术,系统比较了ubp14?菌株相对于野生型菌株的差异蛋白,共计鉴定3 685个蛋白,通过统计学分析筛选得到109个差异蛋白。基因本体论分析发现,Ubp14缺失引起的差异蛋白主要参与了包括氨基酸代谢、氧化还原和热应激等生物学过程。本研究为深入探究去泛素化酶Ubp14的生物学功能,进而深刻理解游离泛素的稳态平衡与生物学过程调控提供了高可信的蛋白...     

病原菌调节宿主细胞泛素化途径的研究进展

泛素化是真核生物特有的蛋白质翻译后修饰,广泛地参与宿主细胞各种信号通路和生理过程.病原菌常通过分泌毒性效应蛋白,对泛素和泛素结合酶进行独特的共价修饰,或者利用泛素连接酶和去泛素化酶的酶学活性,调节宿主泛素化过程,从而干扰宿主细胞的信号转导,促进细菌的感染和生存.本文概述了病原菌效应蛋白调节宿主泛素化途径的主要研究进展和最新发现.     

泛素特异性蛋白酶在肿瘤发生发展中的作用

蛋白质泛素化修饰是细胞内关键的翻译后调控过程,能调节蛋白质的稳定性和功能.泛素特异性肽酶(ubiquitin-specific peptidases,USPs)是去泛素化酶家族的主要成员,能够识别特定蛋白质的泛素化信号,从而使靶蛋白去泛素化,进而参与细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学功能.USP家族的多个成员表达量...     

去泛素化酶在卵巢癌发生发展中的作用CSCD

泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要方式,调节蛋白质稳定性。去泛素化酶可以识别特定蛋白质的泛素化信号从而使底物蛋白质去泛素化,逆转蛋白质泛素化过程,进而调控细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学功能。去泛素化酶家族的多个成员通过影响细胞增殖凋亡及对化疗药物的敏感性等,在卵巢癌的发生发展中发挥十分重要的作用。一些小分子抑制剂通过抑制去泛素化酶的活性从而起到抗肿瘤的作用,并且具有特异性强,细胞毒性较弱等优势。本综述对参与卵巢癌发生发展的去泛素化酶以及相关的小分子抑制剂做一个全面的总结,为卵巢癌的诊断和治疗提供一个新的方向。     

去泛素化酶在卵巢癌发生发展中的作用

泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要方式,调节蛋白质稳定性。去泛素化酶可以识别特定蛋白质的泛素化信号从而使底物蛋白质去泛素化,逆转蛋白质泛素化过程,进而调控细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学功能。去泛素化酶家族的多个成员通过影响细胞增殖凋亡及对化疗药物的敏感性等,在卵巢癌的发生发展中发挥十分重要的作用。一些小分子抑制剂通过抑制去泛素化酶的活性从而起到抗肿瘤的作用,并且具有特异性强,细胞毒性较弱等优势。本综述对参与卵巢癌发生发展的去泛素化酶以及相关的小分子抑制剂做一个全面的总结,为卵巢癌的诊断和治疗提供一个新的方向。     

去泛素化酶活性的调控

泛素化是一种非常重要的蛋白质翻译后修饰方式,在细胞生命活动的各个方面发挥作用。泛素化修饰是可逆的过程,去泛素化酶通过催化去除底物蛋白质上的泛素从而逆转该过程。去泛素化酶是一类数量众多的蛋白水解酶家族,近年来不断有新的去泛素化酶被发现和报道。鉴于其在细胞功能中的重要作用,去泛素化酶活性受到严格的调控。目前的研究表明,影响去泛素化酶活性的因素很多。本文主要从转录水平的调控、翻译后修饰、蛋白质定位和蛋白质相互作用等调控方式进行论述,以期为研究和利用去泛素化酶治疗疾病提供新思路。     

去泛素化酶USP14的功能及其抑制剂的研究进展

去泛素化酶USP14(ubiquitin-specific proteases 14)属于去泛素化酶(deubiquitinating enzymes,DUBs)中的泛素特异性蛋白酶家族(ubiquitin-specific proteases,USPs),其可以切除底物的泛素链,并发挥相应的生物学效应。USP14在信号通路转导、病毒感染的调节、神经系统功能以及肿瘤发生发展进程中均起着重要作用。因其在肿瘤发展中的重要作用以及作为药靶的可行性,当前已经有很多研究将USP14的抑制剂作为抗肿瘤药物研究的新方向。主要综述了USP14在信号通路、病毒感染、神经系统、肿瘤发展中的作用以及其抑制剂的研究进展。     

泛素连接酶的结构与功能研究进展

泛素化是体内蛋白质翻译后重要修饰之一,是蛋白质降解的信号.泛素连接酶E3是泛素化过程中的关键酶之一,介导活化的泛素从结合酶E2转移到底物,不同的泛素连接酶作用于不同的底物蛋白,决定了泛素化修饰的特异性.根据结构与功能机制的不同,可将泛素连接酶E3分为HECT (homologousto E6AP C terminus)家族和RING-finger家族,前者含有HECT结构域,可直接与泛素连接再将其传递给底物.RING-finger家族的E3发现较晚,庞大且功能复杂,是近年来研究的热点,此家族均包含相似的E2结合结构域和特异的底物结合部分,作为桥梁将活化的泛素从E2直接转移到靶蛋白,其本身并不与泛素发生作用.总结了这2种E3连接酶家族成员的三维结构及功能机制研究的最新进展.     

RhoA的泛素化降解机制及功能

Rho小G蛋白(Ras homology frowth-related,Rho G)家族作为分子开关(molecular switch)在GTP结合的激活形式和GDP结合的非激活形式之间转换,发挥着重要的生物学功能,细胞内Rho小G蛋白的含量可由泛素–蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)降解途径来调控。Rho A(Ras homolog gene family member A,Rho A)是Rho小G蛋白家族成员,其功能涉及细胞极性、细胞迁移、细胞周期调控、神经系统发育等,通过UPS途径对该蛋白在细胞内的含量进行调控,可保证细胞的相关正常生理功能。在Rho A泛素化降解过程中,不同的泛素连接酶(ubiquintin ligases,E3)发挥了重要的作用。该文将简单介绍UPS的过程和Rho A蛋白质的结构、功能,详细论述Rho A泛素化降解过程的分子机制和生物学功能。     

线性泛素化修饰研究进展

蛋白质泛素化修饰过程在调节各种细胞生物学功能的过程中发挥了非常重要的作用,如细胞周期进程、DNA损伤修复、信号转导和各种蛋白质膜定位等。泛素化修饰可分为多聚泛素化修饰和单泛素化修饰。多聚泛素化修饰系统可以通过对底物连接不同类型的多泛素化链调节蛋白质的功能。多聚泛素化修饰中已知7种泛素链连接方式均为泛素内赖氨酸连接方式。近几年发现了第8种类型的泛素链连接形式即线性泛素化,其泛素链的连接方式是由泛素甲硫氨酸的氨基基团与另一泛素甘氨酸的羧基基团相连形成泛素链标记。目前研究表明线性泛素化修饰在先天性免疫和炎症反应等多个过程中发挥着非常重要的作用。募集线性泛素链的泛素连接酶E3被称为LUBAC复合体,其组成底物以及其活性调控机制和功能所知甚少。本文综述了募集线性泛素化链的泛素连接酶、去泛素化酶、底物等活性调控机制及其在先天性免疫等多个领域中的功能,分析了后续研究方向,以期为相关研究提供参考。     

蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用

泛素-蛋白酶体系统是细胞内蛋白质特异性降解的主要途径,参与并调控细胞周期、免疫应答、信号传递和DNA修复等真核生物体内几乎所有的生命活动。去泛素酶的存在使泛素化修饰成为可逆过程,保证了泛素系统及其相关生理过程的动态平衡,其表达紊乱也是诱发多种疾病的主要原因。对去泛素化酶进行系统、全面的研究是理解其作用机制并将其作为治疗药物靶点的前提。蛋白质组学技术的快速发展为系统深入研究去泛素化酶提供了条件,特别是在去泛素化酶的相互作用网络和底物特异性研究等方面发挥了独特的作用。因此,文中结合课题组研究工作,对去泛素化酶的分类及功能进行介绍并总结了蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用进展。     

巴西橡胶树去泛素化酶UCHs基因的克隆及功能分析

为探究去泛素化酶中泛素羧基末端水解酶（UCHs）在巴西橡胶树乳管泛素化过程中发挥的潜在功能,从巴西橡胶树中成功分离2个UCHs家族成员（HbUCH-L3和HbUCH-L5）的全长序列,开放阅读框分别长993、558 bp,编码330、185个氨基酸,具有典型的UCHs结构域;qRT-PCR结果表明HbUCH-L3和HbUCH-L5在各组织中均有表达,且在胶乳中表达丰度较低;HbUCHs重组蛋白的体外泛素化底物切割试验表明,HbUCH-L3和HbUCH-L5均具有水解泛素的功能。HbUCHs显著降低C乳清中总蛋白整体泛素化水平,且HbUCH-L3去泛素化酶活性高于HbUCH-L5。由此推测橡胶树UCHs在乳管中参与维持泛素化动态平衡进而发挥其特定的生物学功能,但具体的作用及调控机制尚不清楚。     

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。     

嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程

泛素化是真核细胞特有的蛋白质翻译后修饰方式,调节真核细胞内多种重要生理过程,例如蛋白质稳态、细胞周期、免疫反应、DNA修复以及囊泡转运等。鉴于泛素化对于生命活动的重要性,病原菌在与宿主细胞的长期进化过程中衍生出一系列针对宿主泛素化过程的效应蛋白质,调控宿主体内泛素化过程,从而构建有利于病原菌自身生长繁殖的内环境。嗜肺军团菌是一种革兰氏阴性菌,是军团菌肺炎的致病菌,能够引起发热和肺部感染,重型病死率高达15%~30%。Dot/Icm Ⅳ型分泌系统是嗜肺军团菌侵染过程中最主要的毒力系统。在侵染宿主细胞的过程中,嗜肺军团菌利用该分泌系统,分泌超过330种效应蛋白质,协助细菌在宿主胞内生存、增殖和逃逸。多种嗜肺军团菌效应蛋白质通过直接或者间接的方式对宿主泛素化过程进行调控。近年的研究发现,多种效应蛋白质可以介导不同于真核生物经典泛素化的新型泛素化过程。本文介绍了嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程的最新研究进展,为理解泛素化过程在嗜肺军团菌致病过程中的重要作用提供参考依据。     

病原菌效应因子调控宿主泛素化修饰的研究进展北大核心

泛素化(ubiquitination)是真核细胞内广泛存在的蛋白质翻译后修饰方式,参与并调控DNA修复、细胞周期、免疫应答、信号通路等真核细胞内几乎所有的生命活动。同时,细胞通过去泛素化酶(deubiquitinases,DUBs)使泛素化修饰成为可逆过程,保证了泛素化系统及其相关生理过程的动态平衡。病原菌感染过程中,宿主细胞可通过泛素化修饰发挥抗细菌感染作用。然而,病原菌可编码并分泌效应因子,靶向宿主泛素(ubiquitin,Ub)系统并调控宿主泛素化修饰过程,干扰宿主细胞的免疫应答,从而促进细菌存活与毒力。本文概述了重要病原菌利用效应因子调控宿主细胞泛素化修饰的研究进展,有助于全面理解病原菌调控宿主泛素化修饰促进感染的机制。     

去泛素化酶在肿瘤上皮间质转化中的作用

肿瘤的侵袭和转移是加剧肿瘤恶化的主要原因,也是导致患者预后不良的根本原因。近年来大量研究发现,大部分肿瘤的转移都依赖于上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)的发生,此外EMT也与肿瘤干性和肿瘤耐药等诸多肿瘤恶性行为密切相关,因此有效的抑制EMT的发生将可能极大的有利于肿瘤的治疗。去泛素化酶(deubiquitinating enzymes, DUBs)的主要功能之一就是通过移除底物蛋白质上泛素链,避免其通过泛素蛋白酶体途径降解,来维持细胞内蛋白质水平的动态平衡。去泛素化酶作为调节蛋白质泛素化修饰的一类重要酶类,其异常表达或酶活性的改变通常都会导致疾病的发生。众多研究发现,部分去泛素化酶在肿瘤侵袭和转移过程中表达失衡,在肿瘤转移的过程中扮演着重要的角色。EMT是指由上皮型细胞转变为间质型细胞的动态细胞生物学过程,在该过程中涉及到例如Snial1、Slug、ZEB1等EMT相关转录因子和细胞表面的例如E-钙黏着蛋白、N-钙黏着蛋白等分子标志物表达水平的变化。这些蛋白质通常具有不稳定性,易被降解等特征。EMT过程的发生,涉及到许多蛋白质稳定性的调节,而去泛素化酶作为一类维持蛋白质稳定的重要酶类,在调节这些蛋白质的稳定性方面发挥着重要的作用。EMT的发生也与TGF-β通路、Wnt通路等细胞内众多信号通路的异常活化密不可分,去泛素化酶通过介导这些信号通路的活化,从而间接的调节EMT发生发展。去泛素化酶通过调节EMT相关分子或EMT相关信号通路等多种方式直接或间接影响EMT进展,因此,通过靶向于去泛素化酶抑制肿瘤的侵袭和转移,将为肿瘤治疗提供新的治疗手段和方案,从而有效的推动肿瘤的治疗。本文主要就去泛素化酶在调节EMT相关分子以及信号通路等方面,阐述去泛素化酶在EMT过程中所发挥的重要作用及其作为肿瘤治疗靶点的可能性。     

植物蛋白的体外泛素化检测方法

泛素激活酶(E1)、泛素耦联酶(E2)和泛素连接酶(E3)是蛋白质泛素化修饰的关键酶。在真核基因组上有大量基因编码这些泛素化相关的酶类或蛋白。检测这些泛素化修饰酶及其底物蛋白的生化特性和特异性是分析其生物学功能的重要内容。该文提供了一种简便快速检测体外泛素化反应的方法, 不仅可通过检测对DTT敏感的硫酯键的形成来判断E2的活性、检测E3的体外泛素化活性, 而且可以检测E2-E3和E3-底物的特异性。所用蛋白主要来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana), 包括分属于绝大多数E2亚家族的成员, 可用于不同RING类型E3的活性检测。该方法不仅可以采用多种E2进行E3活性分析, 而且可以分析不同组合的E2-RING E3、RING E3-底物的泛素化活性等, 亦可应用于真核生物蛋白质尤其是植物蛋白的体外泛素化活性分析。     

植物蛋白的体外泛素化检测方法

泛素激活酶(E1)、泛素耦联酶(E2)和泛素连接酶(E3)是蛋白质泛素化修饰的关键酶。在真核基因组上有大量基因编码这些泛素化相关的酶类或蛋白。检测这些泛素化修饰酶及其底物蛋白的生化特性和特异性是分析其生物学功能的重要内容。该文提供了一种简便快速检测体外泛素化反应的方法, 不仅可通过检测对DTT敏感的硫酯键的形成来判断E2的活性、检测E3的体外泛素化活性, 而且可以检测E2-E3和E3-底物的特异性。所用蛋白主要来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana), 包括分属于绝大多数E2亚家族的成员, 可用于不同RING类型E3的活性检测。该方法不仅可以采用多种E2进行E3活性分析, 而且可以分析不同组合的E2-RING E3、RING E3-底物的泛素化活性等, 亦可应用于真核生物蛋白质尤其是植物蛋白的体外泛素化活性分析。     

自噬相关去泛素化酶及其小分子抑制剂的研究进展

自噬是进化上高度保守并受到多途径严密调控的细胞生物学过程,其向溶酶体递送多种细胞质组分以进行细胞内物质的降解以及再循环.这一过程涉及到细胞器的更新、错误折叠蛋白质和蛋白质聚集体以及细胞内病原体的清除.因此,自噬对于细胞稳态的维持至关重要,与许多人类疾病的发生发展密切相关.随着细胞自噬调节机制研究的不断深入,越来越多的去泛素化酶被证明在自噬相关的泛素信号调控系统中发挥了重要的作用.这些去泛素化酶作用于细胞自噬的不同阶段,靶向调节不同的泛素化自噬功能元件或自噬底物.去泛素化酶作为包括神经退行性疾病以及肿瘤在内的细胞自噬相关疾病的治疗靶点受到了广泛的关注,其中各类小分子抑制剂的发现为进一步研究去泛素化酶的自噬调节活性及相关疾病的治疗提供了可能.     

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。