Mnk2与CBCVHL泛素连接酶E3复合物的相互作用

Mnk2即MAPK相互作用的激酶-2(MAP kinase-interacting kinase-2, Mnk2)是MAPK激活的蛋白激酶之一, 具有磷酸化真核翻译起始因子eIF4E(Eukaryotic translation initiation factor 4E)的作用, 但是eIF4E磷酸化的生理功能以及Mnk2在蛋白翻译过程中的确切地位并不清楚. 除了eIF4E外, Mnk2生理底物尚缺乏鉴定. 为了进一步寻找Mnk2新的生理底物, 揭示Mnk2的生理功能, 我们以Mnk2为“诱饵”, 运用酵母双杂交系统发现Mnk2能够与VHL(von Hippel-Lindau tumor suppressor), Rbx1(ring-box 1)和Cul2(Cullin2)相互作用, 并在哺乳动物细胞中验证了Mnk2和VHL的结合. 由于VHL, Rbx1和Cul2均为CBCVHL泛素连接酶E3复合物成分, 所以Mnk2参与了CBC^VHL泛素连接酶E3复合物的相互作用, 可能是其新的泛素化底物. 此外, 在酵母双杂交系统中, Mnk2还与VHL结合蛋白-1(von Hippel-Lindau binding protein 1, VBP1)相互作用, 由于VBP1在细胞骨架蛋白的成熟过程起重要作用并与胚胎形态的发生有关, 所以Mnk2可能还参与了细胞形状的调控.     

RNF8/RNF168信号通路在DNA损伤修复中的作用

细胞内DNA会受部分外界因素(如紫外辐射,电离辐射和化学毒素)和内部因素(如复制错误)的影响而发生损伤,包括DNA双链断裂、DNA错配和DNA交链等。DNA损伤发生后,损伤部位会被一些蛋白识别,进而招募一系列蛋白至损伤部位,形成一个修复系统。DNA双链断裂是最严重的一种DNA损伤,错误修复往往导致疾病的发生。DNA双链断裂(double strand break, DSB)后,细胞启动RNF8/RNF168信号通路进行修复。RNF8和RNF168是这条通路的枢纽蛋白;53BP和BRCA1是关键的效应蛋白,决定着DSB修复的方式;组蛋白泛素化、磷酸化和甲基化等翻译后修饰是这条通路顺利进行的基本条件;染色质重塑、泛素化酶/去泛素化酶平衡和蛋白稳定性是这条通路的主要调节方式。本综述对RNF8/RNF168信号通路进行了梳理总结,希望其能对相关研究者起到参考作用。     

Parkin与α-酮戊二酸载体蛋白(OGCP)的相互作用研究

Parkin基因是帕金森病的致病基因之一,Parkin蛋白作为泛素-蛋白酶体通路(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)的一种E3酶,介导了多种底物的泛素化过程,而后者与帕金森病的发病机制有着密切的联系．α-酮戊二酸载体蛋白(2-oxoglutarate carrier protein,OGCP) 是一种线粒体内膜蛋白．采用激光共聚焦技术和免疫共沉淀技术证实,在HEK293细胞中Parkin蛋白与OGCP共定位,且二者之间存在相互作用关系;通过体内、外泛素化实验发现Parkin蛋白能介导OGCP的泛素化．提示OGCP可能是Parkin蛋白的泛素化底物蛋白,且Parkin蛋白能促进OGCP的泛素化．     

痘病毒ANK/F-box蛋白的生物学特性及泛素化相关功能

锚蛋白重复序列(ANK)和F-box结构域蛋白是痘病毒编码的大分子蛋白家族之一,大小在400~650个氨基酸之间,其N-末端有5~10个ANK重复序列,C-末端包含与F-box结构域相类似的保守序列,具有将底物募集到细胞SCF泛素连接酶复合物上的功能。研究表明,痘病毒的大多数ANK/F-box蛋白能够与Skp1、Cul1相互作用,靶向细胞的SCF1复合物。抑制NF-κB信号通路是这些蛋白的一个重要功能。此文着重阐述了痘病毒ANK/Fbox蛋白的特征以及泛素化相关功能的研究概况。     

SCF(Skp1-Cul1-F-box蛋白)复合物及其在细胞周期中的作用

泛素 -蛋白酶体降解途径在多种蛋白浓度的调节中发挥重要作用。泛素连接酶家族的一个成员SCF复合物 (Skp1- Cul1- F -box蛋白 )通过降解多个细胞周期调节蛋白促使细胞进入增殖周期。本文综述了SCF复合物的组成和结构以及这一复合物对细胞周期调控因子的调节作用。     

ANKIB1相关泛素结合酶的筛选

含锚蛋白重复和IBR结构域蛋白1（ankyrin repeat and IBR domain containing protein 1,ANKIB1）属于RING-IBR-RING (RBR)蛋白家族,也是该家族中唯一含有泛素结合模体的成员,能促进某些蛋白的泛素化．几乎所有的RBR蛋白都具有泛素连接酶（E3）活性. ANKIB1也被推测为一种E3,但迄今尚未证实．RBR型E3能够与多种泛素结合酶（ubiquitin-conjugating enzyme,Ubc,统称E2）互作并发挥催化作用,其中最常见的是UbcH7,UbcH8和UbcH5B次之．为了筛选ANKIB1相关的E2,本研究在大肠杆菌BL21 (DE3)中分别表达了UbcH5B、UbcH7和UbcH8蛋白,并采用GST沉降（GST pull-down）实验验证3种E2与ANKIB1的相互作用. 实验结果表明,内源性及过表达的ANKIB1均能与UbcH5B、UbcH7或UbcH8相互作用,同时ANKIB1也是唯一能与这3种E2互作的RBR蛋白．本研究为ANKIB1可能是1种E3的假说提供了支持,并为后续研究ANKIB1的E3活性和催化机制提供了线索．     

Deneddylation修饰酶NEDP1的作用机制及研究进展

神经前体表达发育下调蛋白8(neural precursor cell-expressed developmentally downregulated 8,Nedd8)是一种类泛素蛋白,其参与蛋白质修饰的作用机制与泛素高度相似,即通过与底物的赖氨酸残基共价结合,从而对底物进行Neddylation修饰。Neddylation修饰可调控多种重要的生命活动,如细胞周期和免疫应答等。Nedd8蛋白酶1(Nedd8 protease 1, NEDP1)是隶属于小类泛素修饰物特异性蛋白酶家族(small ubiquitin-like modifier specific protease family, Ulp/Senp family)家族的半胱氨酸蛋白酶,可以特异性去除底物与Nedd8的共价结合,例如,NEDP1能够去除p53、鼠双微体蛋白(murine double min-utes 2 protein, Mdm2)、smad泛素化调节因子1(smad ubiquitylation regulatory factor 1, Smurf1)等多个蛋白质的Neddylation修饰,进而调节Neddylation修饰蛋白的生物学功能。临床研究表明,NEDP1与肿瘤的发生发展密切相关,包括肺癌、结肠癌、胶质母细胞瘤等,另外,NEDP1还参与成骨发育异常、神经退行性疾病、血管炎症等病变过程。本文对NEDP1蛋白的结构,调控Neddylation通路的作用模式和NEDP1作用底物的进展进行总结,以期为肿瘤等相关疾病的诊断和治疗提供参考。     

病毒编码泛素及相关蛋白的研究进展

泛素(Ubiquitin, Ub)是一种由76个氨基酸残基组成的小分子蛋白,广泛存在于各种真核生物中,不同来源的泛素蛋白具有类似的结构、功能和免疫学特征.目前所知,泛素主要通过ATP依赖性的泛素-蛋白酶复合体通路(Ubiquitin-proteasomes pathway, UPP)途径,经泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素连接酶(E3)的梯级反应,高效并高度选择性地对胞质或胞核内蛋白进行完全或部分降解,泛素依赖性蛋白质降解涉及细胞周期调控、信号转导、DNA修复和蛋白质数量控制[1].另外,泛素还可作为分子伴侣参与核糖体的生物发生、DNA转录调控及其它多种生理功能[2].近年来发现,一些真核生物病毒,如杆状病毒、疱疹病毒、痘病毒、腺病毒和反转录病毒等,均编码泛素或能与泛素相互作用的蛋白.病毒编码的泛素和泛素相关蛋白与病毒粒子形成及病毒出芽增殖有关,也与宿主细胞凋亡调控、宿主免疫系统调控及病毒侵染宿主细胞的机理相联系.本文就这一方面的研究进展进行简述.     

HIV-1结构蛋白在重组痘苗病毒中的高效表达研究

HIV-1粒子中含有3类结构蛋白,即核心蛋白(Gag)、聚合酶(pol)和外膜蛋白(Env)。Gag蛋白既具有诱导体液免疫和细胞免疫的抗原决定簇,又能够自我装配成病毒样粒子     

神经前体细胞表达发育性下调蛋白4在消化系统肿瘤发生中的作用

神经前体细胞表达发育性下调蛋白4(neural precursor cell expressed,developmentally down-regulated protein 4,NEDD4-1,部分文章也称NEDD4)是近年来才备受关注的肿瘤相关基因,属于E3 HECT(homologous to E6 associated protein C terminus,E6蛋白c端同源基因)泛素连接酶NEDD4样家族成员。泛素连接酶,能够参与多种蛋白质的泛素化、溶酶体及蛋白酶体的降解、胞核-胞质转位等,间接影响不同恶性肿瘤的多种信号通路。随着大量NEDD4-1与肿瘤相关实验的不断深入,目前已发现其可通过调控细胞周期、癌细胞侵袭转移、拮抗耐药性等许多途径影响肿瘤的生物学行为。在消化系统肿瘤中,NEDD4-1主要通过PTEN/PI3K/AKT、TGF-β、Hippo、LDLRAD4等多条通路促进肝细胞癌的增殖、侵袭和迁移能力;在胰腺癌中发现,NEDD4-1在PI3K/AKT信号通路中发挥癌基因作用,但在与Myc-SIRT2所形成的信号环路中,却发挥抑癌基因的作用;在胃癌和结直肠癌中,NEDD4-1所参与的信号通路与其他消化系统肿瘤均不相同,NEDD4-1能独立于PTEN/PI3K/AKT通路而发挥促进胃癌恶化、转移(EGFR信号通路)和抑制结直肠癌肿瘤生长(WNT信号通路)的作用。NEDD4-1已经成为人们治愈肿瘤的热门研究方向。本文通过系统总结NEDD4-1在不同消化系统肿瘤中的功能、信号通路和潜在抑制剂等,进行探讨NEDD4-1与不同信号通路的关系,旨为临床在癌症治疗领域提供重要的参考数据。     

病毒编码泛素及相关蛋白的研究进展

泛素(Ubiquitin,Ub)是一种由76个氨基酸残基组成的小分子蛋白,广泛存在于各种真核生物中,不同来源的泛素蛋白具有类似的结构、功能和免疫学特征。目前所知,泛素主要通过ATP依赖性的泛素—蛋白酶复合体通路(Ubiquitin—proteasomes pathway,UPP)途径,经泛素活化酶(E1)、泛素结     

简讯二则

EMBO Report[6（9）：815—820,2005],报道今年2月22—27在新墨西哥召开有关泛素信号（ubiquitin signal）的会议。讨论了（1）单泛素（singleub）参与组蛋白结构、转录调控、受体内在化和内体的分选机制;（2）多泛素（multipleub）与蛋白酶体参与蛋白质的降解、DNA修复、核糖体功能、信息传导及一些还未十分了解的反应;（3）除泛素修饰外,还介绍多种类泛素蛋白（Liblikeprotein）,它们不参与蛋白降解,但各有其特殊功能;（4）有关Ub的代谢、代谢通路及代谢障碍所引起的疾病。     

国外研究信息

<正>PDZD8是与Gag蛋白相互作用的新因子,可促进反转录病毒感染通过酵母双杂交系统,我们筛选与HIV-1Gag蛋白相互作用的细胞因子,鉴定出PDZD8蛋白,并通过免疫共沉淀验证其与Gag蛋白     

R-spondin2调控Wnt/β-catenin信号通路的机制及其对骨骼系统的影响

R-spondin2 (Rspo2)是蛋白质家族RSPOs成员之一,其可以通过富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4/5(leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor 4/5,LGR4/5)、细胞表面跨膜E3泛素连接酶ZNRF3/RNF43 (zinc and ring finger 3/ring finger protein 43)、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（heparan sulfate proteoglycans,HSPGs）和含GTP酶激活蛋白质1的IQ基序（IQ motif-containing GTPase-activating protein 1,IQGAP1）来调控Wnt/β连环蛋白（catenin）信号通路,Wnt/β-catenin信号通路是目前研究最广泛且与基础骨生物学直接相关的信号通路,该通路中任何一环节出现问题都可能对骨的调控产生影响。近年来研究发现,Rspo2可以通过Wnt/β-catenin对成骨细胞（osteoblast,OB）、破骨细胞（osteoclast,OC）和软骨细胞产生作用,并参...     

泛素－蛋白水解酶复合体通路对Smad通路的调节

Smad通路是转化生长因子—β(TGF—β)胞外信号自跨膜受体向核内传递的信号通路。Smads最终与靶基因启动子结合,完成TGF—β对核内基因转录的调控作用。泛素—蛋白水解酶复合体通路(UPP)是参与众多细胞生理事件的重要蛋白水解途径。Smad通路的适时关闭是完成Smads正确转录调控功能的重要机制。近3年的最新研究发现了降解Smads及Smad通路调节蛋白的泛素连接酶新成员,如Smurf1、Smurf2、SCF／Roc1、SIAH1、UbcH5等,从而证明Smad通路的关闭和调节通过UPP实现。本文首次综述了UPP对Smad通路的调节机制。     

斜纹夜蛾酵母双杂交文库的构建及其在蜕皮激素受体互作蛋白筛选中的应用

【目的】蜕皮激素在昆虫变态发育中起着关键的调控作用。蜕皮激素活化为20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)后与蜕皮激素受体二聚体〔蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)和超气门蛋白(ultraspiracle protein,USP)〕结合,启动20E诱导的级联反应。本研究旨在从互作蛋白角度探究EcR/USP自身调控的分子机理。【方法】以重要农业害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura为研究对象,通过构建酵母双杂交筛选系统分别筛选了与EcR和USP相互作用的蛋白。【结果】文库转化效率达到3.0×106cfu/μg,文库滴度达到1.3×108cfu/m L,文库插入片段大小在500~2 000 bp之间。4种诱饵质粒(EcRA/p GBKT7,EcRB1/p GBKT7,USP1/p GBKT7和USP2/p GBKT7)对酵母细胞无毒性,并且无自激活性,说明构建的酵母双杂交文库质量可靠。用以上4种诱饵质粒筛选酵母双杂交文库,共得到110个互作蛋白,其中与EcRB1,USP1和USP2互作的蛋白分别有26,52和32个,未筛选到与EcRA互作的蛋白。随后,从中挑选了Dna J-5(Hsp40 homolog 5,一种热激蛋白分子伴侣),MBF2(mediator of Bm FTZ-F1 type 2,一种转录共激活子),polyubiquitin(多聚泛素类蛋白),esr16(ecdysteroid regulated 16k Da protein,一种蜕皮激素调控蛋白)和NEDD8-like(neural precursor cell expressed,developmentally down-regulated protein 8,一种泛素调节相关蛋白)5种蛋白,利用酵母双杂交和Far-Western印迹法进一步验证了蛋白间的互作关系。【结论】分子伴侣和泛素化修饰等在蜕皮激素受体调控中可能起着重要作用。本研究对深入理解昆虫变态发育的分子机理具有重要意义。     

同源结构域相互作用蛋白激酶2(HIPK2)研究进展

同源结构域相互作用蛋白激酶2(HIPK2)是一种定位于细胞核内的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。HIPK2可以诱导和抑制转录,亦能调节细胞分化、增殖及凋亡。HIPK2经过泛素化、小泛素样修饰物(SUMO)化、乙酰化、磷酸化等翻译后修饰来发挥其生物功能。研究表明,HIPK2磷酸化p53、甲基化CpG结合蛋白2(methyl CpG binding protein 2,MeCP2)及早幼粒细胞性白血病蛋白(promyelocytic leukemia protein,PML)促进细胞凋亡。本文较为详细的阐述了有关HIPK2的研究进展,特别是近5年的研究成果。     

编者按 解析泛素化修饰调控的“密码”

<正>泛素(ubiquitin)是真核生物中高度保守的一种由76个氨基酸组成的蛋白质,其与底物蛋白的赖氨酸残基共价结合的过程称作泛素化。泛素化作为一种功能多样的翻译后修饰,几乎参与所有细胞生命活动,其调控异常与肿瘤等重大疾病密切相关^[1-3]。泛素化主要由泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)、泛素连接酶(E3)和去泛素化酶(DUB)介导的多酶级联反应实现,     

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.     

非洲猪瘟病毒I226R蛋白抑制cGAS-STING通路介导的天然免疫应答

本研究旨在探究非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV) I226R蛋白(I226R protein, pI226R)抑制cGAS-STING信号通路的作用机制。利用双荧光素酶报告系统和实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)证明pI226R显著抑制cGAS-STING通路介导的I型干扰素及干扰素刺激相关基因的产生。免疫共沉淀及激光共聚焦显微镜试验发现pI226R与cGAS蛋白相互作用。免疫印迹分析证明pI226R通过自噬-溶酶体途径促进cGAS蛋白的降解。同时,pI226R阻碍了cGAS与E3泛素连接酶三基序蛋白56 (tripartite motif protein 56, TRIM56)的结合,导致cGAS的单泛素化减弱,从而抑制了cGAS的活化和cGAS-STING通路的激活。总之,本研究证明ASFV pI226R通过拮抗cGAS进而抑制宿主的抗病毒天然免疫反应,进一步增加了对研究ASFV免疫逃逸机制的理解,为疫苗的研发提供了理论基础。