鱼类和哺乳类RLR介导的抗病毒免疫反应的泛素化修饰调控

RLR[retinoic acid-inducible gene Ⅰ(RIG-Ⅰ)-like Receptors]是一类表达在胞浆中的模式识别受体, 在识别细胞质中经病毒复制产生的病毒RNA后, 启动一系列信号级联反应, 以诱导机体Ⅰ型干扰素及干扰素诱导的抗病毒基因的表达, 最后达到清除机体病毒感染的目的。由于在病毒感染时机体干扰素反应必须迅速启动, 当病毒清除后干扰素反应又需要立即恢复到正常本底水平, 因此RLR激活的信号转导途径受到了严格的调控, 其中就包括由E3泛素连接酶参与的泛素化修饰调控和由去泛素化酶参与的去泛素化修饰调控。自2003年成功鉴定出鱼类干扰素基因以来, 鱼类也被发现具有保守的RLR信号转导途径诱导干扰素抗病毒免疫反应, 该信号途径同样受到泛素化修饰的调控。文章总结了近年来泛素化修饰在哺乳类和鱼类RLR介导的抗病毒免疫应答通路中的调节机制。     

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。     

TRIM家族蛋白在病毒感染中作用的研究进展

三基序蛋白家族(tripartite motif,TRIM)是参与不同细胞功能的一大类具有E3泛素连接酶活性的蛋白质，在宿主抗病毒免疫应答中发挥着重要的作用。TRIM家族蛋白可通过提高宿主固有免疫应答或直接降解病毒蛋白发挥抗病毒活性；部分病毒有时也可利用TRIM家族蛋白调控细胞因子表达促进自身感染。本文综述了TRIM家族蛋白在病毒复制中的作用及相关机制的研究进展，为研究病毒感染机制提供参考。     

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。     

泛素化调控抗病毒天然免疫的研究进展

天然免疫是宿主防御病原微生物入侵的第一道防线,其活化主要通过天然免疫细胞上的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)识别病原微生物上相对保守的相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs).病毒相关的核酸成分可以被机体Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)、维甲酸诱导基因Ⅰ受体(RIG-I-like receptors, RLRs)以及胞浆DNA受体(cytoplasmic DNA sensors)等识别,通过一系列复杂的细胞信号通路诱导Ⅰ型干扰素(typeⅠinterferon)及炎症因子的表达,从而激发机体抗病毒反应.泛素化修饰是细胞内广泛存在的蛋白质翻译后修饰方式,在宿主防御病原微生物感染的动态调控过程中发挥着重要的作用.已有大量文献报道,天然免疫抗病毒信号通路中的多个关键接头分子可发生泛素化修饰,进而调控机体抗病毒免疫应答反应.本文综述了泛素化修饰在抗病毒天然免疫中的作用及其调控机制.     

泛素化修饰调控固有免疫信号通路的研究进展

宿主细胞依赖固有免疫系统识别入侵的病原微生物,经相关细胞信号转导通路,激活促炎症及抗感染的基因表达。泛素化修饰是细胞内广泛存在的蛋白质翻译后修饰机制,全方位调控宿主细胞防御病原微生物的动态过程:一方面,作为多功能的信号调节分子,在时空上精细调节免疫反应的进程,有效地清除入侵的病原体;另一方面,通过降解关键信号转导分子,限制过度免疫反应,避免造成宿主自体损伤。本文总结了泛素化修饰在Toll样受体信号通路(TLR)、RIG-I样受体信号通路(RLR)和STING介导的信号通路中的新功能,以及相关分子调控机制,并对前沿方向进行展望。     

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。     

蛋白质棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的作用

蛋白质棕榈酰化修饰是脂质修饰的一种,赋予了底物蛋白更加多样化的生物学功能.在哺乳动物细胞中,棕榈酰化修饰主要是由ZDHHC家族介导的.病毒入侵细胞后,可利用宿主的棕榈酰化修饰促进自身的复制和感染.宿主通过模式识别受体识别病原体相关分子模式诱发天然免疫应答以保护自身免受病毒的伤害并达到清除病原体的目的.天然免疫是宿主抵抗病毒感染的第一道防线,越来越多的研究表明,抗病毒蛋白的棕榈酰化修饰对其发挥功能非常重要.然而截至目前, ZDHHC家族蛋白参与病毒感染过程中的作用机制尚不完全清楚.本文综述了ZDHHC家族蛋白棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的最新研究进展.     

蛋白质泛素化修饰对流感病毒增殖和致病性的影响

流感病毒是一种全球流行的呼吸道病原体,在其与宿主相互作用的过程中,病毒运用各种各样的方法逃避宿主抗病毒免疫系统的追击,而同时宿主也在不断武装自身免受病毒入侵,在这一系列过程中,泛素系统作为能够通过单个泛素或可逆性的泛素链与靶蛋白连接,进而使靶蛋白激活或失活的一种翻译后修饰机制。泛素化修饰在流感病毒复制过程中起到了至关重要的作用。因此,本篇综述结合近些年在此研究领域的研究成果,阐述了泛素化修饰参与病毒-宿主之间相互作用的机制,并为今后抗病毒药物的研发提供一个新的思路。     

蛋白质的泛素化修饰在细胞应激反应中的作用

泛素是真核细胞内广泛存在的一种高度保守的蛋白质。在特定泛素化酶催化下实现的蛋白质泛素化修饰反应能够高选择性地降解细胞中的特定信号蛋白质,对维持细胞正常的生理功能具有非常重要的作用。另外,某些泛素化修饰反应也能够实现与蛋白质降解无关的功能调控作用。p53、NF-κB和GADD45α是在细胞应激损伤反应中具有广泛调控作用的信号蛋白,发生在这些分子上的泛素化修饰反应是它们发挥相关分子机制的重要基础。     

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.     

抗病毒天然免疫通路中IRF-3调控新机制

干扰素调节因子-3(interferon regulatory factor-3,IRF-3)是IRF家族中重要 转录因子之一,在调控干扰素(interferon, IFN)基因表达和抗病毒天然免疫反应中具有重要作 用. 最新发现的MITA (mediator of IRF-3 activation, 又称STING/ERIS)蛋白是宿主抗病 毒天然免疫反应中的一种重要调节分子. 病毒侵染时,MITA与IRF-3相互作用,特异性激活 IRF-3,并募集TANK结合激酶1（TANK binding kinase 1, TBK1）与IFN通路中的线粒体抗 病毒信号蛋白MAVS(mitochondrial anti-viral signaling protein)形成复合物,且MITA可 被TBK1磷酸化,诱导Ⅰ型IFN及IFN刺激基因(interferon stimulate genes, ISG)的表达 ,诱发抗病毒天然免疫反应. 同时还发现,泛素连接酶RNF5（ring finger protein 5）可对MITA 发生泛素化修饰从而抑制其对IRF-3活化,实现对宿主抗病毒天然免疫反应负调节作用. 本 室研究发现,严重性急性呼吸系统综合症冠状病毒(severe acute respiratory syndrome co ronavirus, SARS-CoV）和人类新型冠状病毒（human coronavirus NL63, HCoV-NL63）的 木瓜样蛋白酶（papain-like protease, PLP）利用其特有的去泛素化酶（deubiquitinase, DUB）活性,通过宿主细胞泛素-蛋白酶体信号系统对IRF-3的泛素化等翻译后修饰进行调节 ,从而成为该种病毒逃逸机体抗病毒防御系统主要手段之一.     

病毒利用泛素系统生存、增殖的方式

真核生物中, 泛素系统是个复杂的体系, 主要包括泛素,26S 蛋白酶体和酶系统E1、E2 、E3。泛素- 蛋白酶体通路是细胞内非溶酶体蛋白降解的主要系统, 在许多细胞功能中发挥重要作用。最近研究发现, 许多病毒利用泛素系统为其自身服务, 这涉及病毒生活史的各个阶段并干扰宿主抗病毒反应的多种方式, 如下调细胞表面免疫分子而实现免疫逃避、调控病毒的基因转录、抑制细胞凋亡、促使病毒出芽和释放等。深入了
解病毒利用泛素系统的机制, 将为研究病毒感染机制提供新的视角, 并为药物研发提供新的靶标。     

转录后加工及修饰调控抗病毒天然免疫的研究进展

流感病毒、新冠病毒、乙肝病毒、登革病毒等给人们生命健康带来严重危害的同时,也给全球经济带来巨大的冲击.因此,抗病毒天然免疫一直是免疫学及微生物学领域的研究热点.宿主免疫系统通过复杂的信号网络来感知这些病原体并启动针对感染的免疫反应,在清除病毒感染的同时修复受损组织,维持机体免疫稳态.目前,越来越多的研究表明,包括转录后加工和修饰在内的表观遗传修饰在帮助机体启动抗病毒免疫并维持免疫稳态的同时,促进了病毒与宿主的协同演化.本文重点关注转录后加工和修饰,包括选择性剪接、选择性多聚腺苷化、RNA修饰和编辑等,如何在RNA层面调节宿主抗病毒免疫功能的发挥及病毒基因的表达.基于这些研究进展,本文探讨了病毒如何修改或利用转录后加工和修饰过程来逃避宿主免疫监测,以及转录后加工和修饰如何塑造宿主-病毒相互作用并介导二者之间的协同演化.最后,讨论了转录后加工修饰在病毒感染及其他免疫相关性疾病的诊疗以及mRNA疫苗开发中的应用前景.     

早幼粒白血病蛋白核体与病毒感染

早幼粒白血病蛋白核体（promyelocytic leukaemia nuclear bodies,PML-NBs）是哺乳动物细胞中普遍存在的一种动态的细胞核亚结构,参与DNA损伤与修复、细胞衰老与凋亡、基因表达调控以及肿瘤发生与抑制等多种重要的细胞活动。研究表明,PML-NBs也是多种病毒入侵细胞的作用靶点。PML-NBs通过介导细胞固有免疫反应或者作为细胞干扰素信号通路元件参与宿主细胞的抗病毒防御活动。该文以几种DNA和RNA病毒为例,综述了在病毒感染过程中PML-NBs与病毒的相互作用以及这些相互作用的功能意义,从而揭示PML-NBs在抵御病毒感染和免疫反应中的重要作用,并提出运用病毒单分子实时示踪（Single-virus Tracking）这一新技术深入研究PML-NBs在病毒感染中作用的可行性。     

蛋白修饰途径中结合酶在免疫应答中的功能

泛素化途径和SUMO化途径是真核生物细胞内两种很重要的蛋白修饰途径,结合酶为蛋白修饰途径中的第二个酶,对于靶蛋白的修饰具有十分重要的作用。近年来,在研究细胞遭受病原体入侵时产生的免疫应答中屡次鉴定出结合酶的参与。对于结合酶在免疫反应中的功能多样性从病毒和细菌引起的免疫应答两个方面,对泛素结合酶进行了总结,同时也介绍了SUMO结合酶在免疫反应中的研究进展。     

泛素化修饰与植物免疫应答

植物暴露在细菌、病毒和真菌等病原微生物环境中,病虫害是限制农作物产量和品质的主要因素,而植物病虫害的防治依赖于对植物抗病机制的深入认识。近年来的研究表明,蛋白质泛素化广泛地参与植物防御调节。蛋白质泛素化是真核生物中重要的翻译后修饰方式之一,在植物中,泛素化修饰在多种信号传导途径中发挥作用,如激素、光、糖应答,发育调节和病原菌防御信号途径等。综述了蛋白质泛素化修饰在植物免疫应答中的调控作用。     

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。     

蛋白质泛素化修饰的生物信息学研究进展

泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-proteasome system, UPS)介导了真核生物80%~85%的蛋白质降解, 该蛋白质降解途径具有依赖ATP、高效、高度选择性的特点。除参与蛋白质降解之外, 泛素化修饰还可以直接影响蛋白质的活性和定位。由于泛素化修饰底物蛋白在细胞中的广泛存在, 泛素化修饰可以调控包括细胞周期、细胞凋亡、转录调控、DNA损伤修复以及免疫应答等在内的多种细胞活动。近年来, 泛素-蛋白酶体系统相关的蛋白质组学数据不断产出, 有效地管理、组织并合理分析这些数据显得尤为必要。文章综述了当前世界范围内针对蛋白质泛素化修饰展开的生物信息学研究, 总结了前人的工作结果, 包括UPS相关蛋白质数据的收录、泛素化修饰网络的构建和分析、泛素化修饰位点的预测及泛素化修饰motif的研究等方面内容, 并对该领域未来的发展方向进行了讨论。     

Neddylation修饰与病毒感染调控研究进展

Nedd8是一类结构上与泛素相似的分子,广泛参与蛋白质翻译后修饰,这一过程被称为Neddylation。Neddylation修饰已经被证实参与几乎所有细胞内的调控过程,并在病毒感染过程有着重要的调控作用,但对于其具体的调控机制研究还十分匮乏。深入开展Neddylation修饰与病毒感染之间的分子调控机制研究将有助于阐明病毒的致病机理。