蛋白质SUMO化修饰及其调控

SUMO化修饰是一种由SUMO特异性的活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)共同催化完成的类泛素化修饰。同时,它又是一个动态且可逆的过程,介导去SUMO化的则是SUMO特异性蛋白酶(SENP)家族。SUMO化修饰的靶蛋白存在于细胞的各个部位,通过loss of function和gain of function机制,SUMO化修饰可调控蛋白质的活性与功能。SENPs介导的去SUMO化是决定靶蛋白SUMO化修饰水平的主要因素之一,同时SENPs也是调节蛋白SUMO化修饰的一个主要环节,因此SENPs在调控靶蛋白所参与的信号通路中发挥着重要作用。     

SUMO化修饰与细胞迁移和侵袭

小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-related modifier, SUMO)是一种新发现的泛素样分子,通过共价结合的方式,可逆性修饰靶蛋白,参与其翻译后修饰,调节包括靶蛋白稳定性、亚细胞定位及其功能在内的多种生物学行为。近年研究表明,SUMO化修饰的异常与诸多病理生理过程相关,尤其是肿瘤的发生发展。该文综述了SUMO化修饰在非肿瘤和肿瘤细胞迁移和侵袭中的影响和作用机制,可能为相关疾病的治疗提供新的思路。     

SUMO与乳腺癌

小泛素修饰物（Small ubiquitin-like modifier,SUMO）是结构上与泛素类似的一种修饰蛋白,能与一些特定的靶蛋白共价连接。与泛素介导蛋白质的降解不同,SUMO化修饰调控主要对靶蛋白的功能,如在蛋白质的稳定性、细胞定位、信号转导、基因转录调控等方面均发挥着重要的作用。最近的研究表明：SUMO与乳腺癌的发生发展密切相关,它是通过SUMO化修饰参与并影响雌激素受体信号通路来实现的,本文将就此做一综述。     

小泛素相关修饰物SUMO研究进展

蛋白质翻译后修饰对改变蛋白功能、活性或定位都起着非常重要的作用,泛素及其相似蛋白的修饰是其中一种重要形式。与其他诸如磷酸化、乙酰化、糖基化等不同的是,泛素及其相似蛋白的修饰基团本身即是一个小的多肽,通过异肽键与靶蛋白Lys侧链ε-NH2相连,其中小泛素相关修饰物(small ubiquitin—related modifier,SUMO)与蛋白的共价连接是一种新的广泛存在的翻译后修饰形式。SUMO是广泛存在于真核生物中高度保守的蛋白家族,在脊椎动物中有三个SUMO基因,称为SUMO-1,-2,-3,与泛素在二级结构上极其相似,且催化修饰过程的酶体系也具有很高的同源性。然而,与泛素化介导的蛋白酶降解途径不同,SUMO化修饰发挥着更为广泛的功能,如核质转运、细胞周期调控、信号转导、转录活性调控等。     

植物SUMO化修饰研究进展

SUMO化修饰是一种高度保守的蛋白质翻译后修饰。在SUMO化酶系统的协同作用下,成熟的SUMO分子以异肽键的方式结合到靶蛋白上,调控靶蛋白稳定性、活性、定位等。同时,发生SUMO化修饰的蛋白在SUMO特异蛋白酶的作用下发生去SUMO化反应,使SUMO重新进入循环过程。已知SUMO化修饰参与了植物胁迫响应、生长发育、开花等重要生理过程的调控。本文主要介绍了植物SUMO化修饰途径及其调控的生物学过程,并讨论蛋白组学方法在SUMO化修饰底物鉴定的进展及问题。     

NEDD化修饰系统及其在肿瘤发展中的作用

目前已经鉴定出17种类泛素蛋白（ubiquitin like proteins,UBLs）,这些蛋白与底物的结合方式与泛素相似．根据进化特征,可将UBLs分为9类,分别为：NEDD8、SUMO、ISG15、FUB1、FAT10、Atg8、Atg12、Urm1和UFM1．NEDD8是目前研究最多的UBLs之一,与泛素的氨基酸序列具有高度相似性．NEDD化修饰是一种动态的可逆蛋白质翻译后修饰方式,可以将NEDD8共价结合到靶蛋白之上,也可以将NEDD8从靶蛋白上去除．NEDD化修饰对蛋白功能具有重要的调节作用,如改变蛋白质的空间构象、阻碍底物与其它蛋白质的相互作用和招募与NEDD8相互作用的蛋白等．最新研究表明,NEDD化与肿瘤的发生发展密切相关,但具体的机制还不清楚．本文将就NEDD化修饰在肿瘤发展过程中的作用机制做一综述．     

SUMO与乳腺癌

小泛素修饰物(Small ubiquitin-like modifier,SUMO)是结构上与泛素类似的一种修饰蛋白,能与一些特定的靶蛋白共价连接.与泛素介导蛋白质的降解不同,SUMO化修饰调控主要对靶蛋白的功能,如在蛋白质的稳定性、细胞定位、信号转导、基因转录调控等方面均发挥着重要的作用.最近的研究表明:SUMO与乳腺癌的发生发展密切相关,它是通过SUMO化修饰参与并影响雌激素受体信号通路来实现的,本文将就此做一综述.     

SENPs对肿瘤发展的分子调控机理

SUMO化修饰是一种把小泛素相关修饰物(small ubiquition related modifier,SUMO)共价连接到细胞内靶蛋白半胱氨酸残基上的一种蛋白质翻译后修饰。SUMO化修饰参与并调控着多种细胞进程,如转录调控、核转运和信号转导等。SUMO化修饰是一种动态可逆的修饰方式。SUMO特异性蛋白酶(SUMO-specific proteases,SENPs)可以使SUMO化修饰的蛋白质发生去SUMO化,在维持细胞内SUMO化与去SUMO化的平衡中起重要作用。研究表明,SENPs与多种癌症的发生发展密切相关,如SENP1能直接调节多条致癌通路,诱发正常的前列腺上皮细胞状态异常。癌细胞中的SENP3能诱导血管生成。因此,对去SUMO化机制研究可以为开发癌症治疗药物提供新的思路。     

植物SUMO化修饰及其生物学功能

SUMO化修饰是细胞内蛋白质功能调节的重要方式之一。植物中的SUMO化修饰途径由SUMO分子和SUMO化酶系组成。SUMO化修饰是一个可逆的动态过程。SUMO前体蛋白在SUMO特异性蛋白酶的作用下成熟, 随后通过SUMO活化酶、SUMO结合酶和SUMO连接酶将靶蛋白SUMO化, 最后SUMO特异性蛋白酶将SUMO与靶蛋白分离, 重新进入SUMO化循环。初步研究表明, 植物SUMO化修饰参与植物花期调控、激素信号转导、抗病防御以及逆境应答等生理过程。     

植物SUMO化修饰及其生物学功能

SUMO化修饰是细胞内蛋白质功能调节的重要方式之一。植物中的SUMO化修饰途径由SUMO分子和SUMO化酶系组成。SUMO化修饰是一个可逆的动态过程。SUMO前体蛋白在SUMO特异性蛋白酶的作用下成熟,随后通过SUMO活化酶、SUMO结合酶和SUMO连接酶将靶蛋白SUMO化,最后SUMO特异性蛋白酶将SUMO与靶蛋白分离,重新进入SUMO化循环。初步研究表明,植物SUMO化修饰参与植物花期调控、激素信号转导、抗病防御以及逆境应答等生理过程。     

蛋白质多聚SUMO化修饰及其功能

泛素（ubiquitin, Ub）是一类高度保守的小蛋白, 可与靶蛋白的赖氨酸残基共价连接, 形成多聚泛素链行使功能. 类似于泛素化修饰过程, 小泛素相关修饰物(small ubiquitin related modifier, SUMO）也可以共价修饰靶蛋白的赖氨酸残基, 从而影响靶蛋白的定位、稳定性以及蛋白间的相互作用, 发挥重要的生理功能. 尽管在多数情况下, 靶蛋白发生的是单SUMO化修饰, 但最近研究发现,SUMO依赖自身的赖氨酸也可以形成多聚链. 与单SUMO化修饰不同的是, 多聚SUMO化修饰的靶蛋白可以进一步被泛素化修饰, 进而诱导靶蛋白的降解. 这是一种新的、特殊的化学修饰形式, 弄清它的生理功能,对于了解细胞的生长、分化以及凋亡等生理过程将具有重要的意义. 本文将就此方面的最新研究进展做一综述.     

SUMO化: 一种重要的体内翻译后蛋白质修饰系统

靶蛋白被小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)修饰已经成为真核细胞特有的翻译后蛋白质修饰标志之一.SUMO与靶蛋白之间这种可逆的共价连接,在核质运输、DNA与蛋白质结合活性、蛋白质之间相互作用、转录调控、DNA修复以及维持基因组稳定等方面均发挥着重要的调节作用.在许多人类疾病如癌症和神经退化性疾病中,SUMO化修饰作用对疾病的发生与发展起着极为重要的作用.阐明SUMO化修饰在这些疾病中的功能,将为疾病的治疗开辟一条崭新的思路.     

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。     

SENP1与前列腺癌

SUMO (small ubiquitin-related modifier)是一种小泛素相关修饰物,能共价结合许多调控基因转录的重要蛋白,包括转录因子、转录辅助因子等．SUMO化修饰对蛋白-蛋白之间的相互作用、亚细胞定位、基因转录的活性以及靶蛋白的稳定性等具有重要的调节作用． SUMO化修饰是一个动态可逆的过程,将SUMO从靶蛋白上去除,称为去SUMO化（desumoylation）,去SUMO化是SUMO特异蛋白酶（SUMO-specific proteases,SENPｓ）的主要功能．由于SUMO化是近几年才发现的一种新的蛋白质翻译后修饰系统,对其生物学功能还不十分清楚．前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤,最近的研究发现,SENP1在前列腺癌细胞中高表达,而且雄激素能诱导SENP1的表达,表明SENP1与前列腺癌的发生、发展密切相关．在本篇综述中,我们将就SENP1作一介绍．     

类泛素化修饰蛋白SUMO1的表达纯化及抗体制备

SUMO是近年发现的类泛素化修饰蛋白,可通过异肽键共价连接到靶蛋白上,影响靶蛋白的细胞内定位、稳定性及与其它生物大分子的相互作用. 为研究蛋白质的SUMO化修饰,本文表达并利用亲和层析的方法纯化了重组的人SUMO1,制备了兔抗hSUMO1的多克隆抗体. 经ELISA和免疫印迹检测,获得了灵敏度高、特异性好的抗体,可用于SUMO化修饰靶蛋白的鉴定及SUMO化修饰的生物学功能研究.     

SUMO化修饰与早幼粒白血病蛋白核体形成

早幼粒白血病蛋白核体(promyelocytic leukaemia nuclear bodies,PMLNBs)是哺乳动物细胞中普遍存在的一种亚核结构,广泛参与如转录调节、基因组稳定性维持、抗病毒、细胞凋亡、肿瘤抑制等一系列的生物学事件.SUMO(smallubiquitinmodifier)修饰是蛋白质翻译后修饰领域中的研究热点,SUMO修饰对PML核体的形成与降解都发挥着重要作用.近年来研究发现,人的E3泛素连接酶RNF4(RING finger protein4),可促进依赖SUMO-2/3修饰的PML核体的泛素化连接,并且ATO(三氧化二砷)可加速其对PML核体的降解.荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)技术可完全应用于活细胞内PML核体和SUMO蛋白之间在时间和空间上的精确互作.因此,更深入地研究PML核体形成和降解的机理以及在这个过程中重要蛋白质之间的相互作用具有重要而深远的意义.     

SUMO化修饰对NF-kB信号通路的调控

小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)经由一系列酶介导的生化级联反应共价结合于靶蛋白的赖氨酸残基上,稳定靶蛋白免受降解的过程称为SUMO化修饰(SUMOylation).核转录因子kB(nuclear factors kB,NF-kB)是公认的炎症和免疫反应的重要调节因子,并与糖尿病的发生发展密切相关.近年来研究发现,不仅NF-kB抑制蛋白(inhibitor of NF-kB,IkB)的SUMO化修饰参与NF-kB信号通路的调节,而且SUMO酶可以直接调节NF-kB对靶基因的转录.现就SUMO亚型及结构,SUMO化修饰与去SUMO化修饰过程,SUMO、SUMO酶对NF-kB的转录调控及其与糖尿病相关性的最新研究进展作以综述.     

植物蛋白质SUMO化修饰体外高效检测系统

蛋白质SUMO化修饰是一种调控蛋白命运的关键修饰方式, 广泛参与植物生长发育及逆境胁迫响应。SUMO化修饰过程主要由激活酶(E1)-结合酶(E2)-连接酶(E3)组成的级联酶促反应催化, 其关键酶组分将SUMO分子缀合至底物蛋白的赖氨酸残基, 形成共价异肽键以完成SUMO化修饰过程。该文报道了1种植物蛋白质SUMO化修饰体外高效检测系统, 通过在大肠杆菌(Escherichia coli)中构建拟南芥(Arabidopsis thaliana) SUMO化修饰的关键通路实现对底物蛋白的SUMO化修饰, 结果可通过免疫印迹进行检测。该系统可以简化植物蛋白质SUMO化修饰的检测流程, 为植物细胞SUMO化修饰的功能研究提供了有力工具。     

SUMO化在细胞生长中的作用

小泛素样修饰蛋白SUMO是与泛素相类似的蛋白质,属于类泛素蛋白家族中的一个重要成员。SUMO可参与蛋白质翻译后修饰,通过一系列酶介导的级联反应而共价结合于靶蛋白的赖氨酸残基上,该过程被称为SUMOylation,即SUMO化。近年来,继泛素在细胞中的作用被不断探索之后,SUMO蛋白的多种作用也被发掘而出。现就SUMO化在细胞周期、凋亡、信号通路与转录调控及细胞应激等方面的作用作一综述。     

PIAS1对PRRSV N蛋白SUMO化修饰及病毒复制的影响

【目的】猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是一种危害全球养猪业的重要病原。SUMO(Small ubiquitin-like modifier)化修饰作为一种可逆的翻译后修饰在调节病毒复制方面发挥着重要功能。PIAS1(Protein inhibitor of activated STAT1)是SUMO E3连接酶PIAS家族的一员,可以促进靶蛋白的SUMO化修饰,进而影响靶蛋白的功能,参与基因转录调控过程。探究PIAS1与PRRSV N蛋白相互作用的机制及其对N蛋白SUMO化修饰和病毒复制的影响,为进一步阐明PRRSV复制调控和致病的分子机制提供科学依据。【方法】利用酵母回复杂交、免疫共沉淀和激光共聚焦技术验证N蛋白与PIAS1的相互作用;以递增剂量外源性转染PIAS1观察其是否介导N蛋白SUMO化修饰;采用RNA干扰和慢病毒转导技术测定PIAS1对PRRSV复制的影响。【结果】PIAS1能与N蛋白相互作用,而且两者主要共定位于胞浆中;外源转染PIAS1并未增加N蛋白SUMO化修饰水平;在MARC-145细胞中,PIAS1的表达有利于PRRSV的复制。【结论】PIAS1可促进PRRSV的复制。