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李卫研究组在泛素链合成机制方面取得新进展
  发布日期:2017-02-07  |  来源:干细胞与生殖生物学国家重点实验室  |      

   蛋白质泛素化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰,其参与真核生物几乎所有方面的生命过程。蛋白质泛素化修饰的异常往往会导致癌症、心血管疾病、免疫疾病、神经退行性疾病等多种病症的发生。蛋白质泛素化修饰需要泛素经过泛素激活酶(E1)、泛素接合酶(E2)以及泛素连接酶(E3)的逐步催化转移到底物蛋白上。近期研究人员发现,在蛋白质泛素化修饰过程中还存在一个额外的泛素链延伸因子,人们将其命名为E4。Ufd2p是第一个被鉴定出来的E4,它可以在Ufd4p(E3)合成的短泛素链的基础上延伸泛素链。然而,Ufd2p(E4)如何延长泛素链?合成何种形式的泛素链?这些泛素链又有何生物学意义?目前仍不清楚。  

  中国科学院动物研究所李卫研究员领导研究团队通过在体外重构Ufd4p-Ufd2p泛素催化体系,研究发现Ufd2p可以在Ufd4p合成的Lys29连接泛素链上催化Lys48连接的多位点单泛素化修饰进而形成树枝状泛素链。在离体和在体条件下,均可以在泛素融合蛋白Ub-V-GFP上检测到这种树枝状泛素链。Ufd2p催化此类反应需要其氨基端的两个环区识别Ub-V-GFP上的Lys29连接泛素链。Ufd2p催化合成的这种树枝状泛素链可以被蛋白酶体衔接蛋白,如Rad23p,Dsk2p以及Rpn10p等识别,进而介导其修饰底物蛋白的降解。因此,Ufd2p可以作为一种新型的泛素链转换因子,将非降解型泛素链信号转换为可被蛋白酶体识别的降解型泛素链信号,进而促进修饰底物的降解。Ufd2p这种泛素链连接形式转换的功能在内质网相关的蛋白质降解(ERAD)、OLE通路以及酸性条件耐受等方面可以发挥重要作用。此项研究揭示了Ufd2p(E4)延长泛素链的作用机制,Ufd2p作为泛素链转换因子的功能大大的拓展了人们对蛋白质泛素化修饰领域的认识。  

    该项研究工作以“Ufd2p synthesizes branched ubiquitin chains to promote the degradation of substrates modified with atypical chains”为题目于201726日在线发表于Nature CommunicationsDOI:10.1038/NCOMMS14274)。中科院动物所助理研究员刘超博士为第一作者,李卫研究员为通讯作者,美国国立卫生研究院高级研究员Ye Yihong博士对该项工作给予大力支持。该课题得到了该研究受到科技部“国家重点研发计划”重点专项(2016YFA0500901)、国家自然科学基金(31401159, 91519317, 31471277)项目的资助。
泛素链转换因子Ufd2p作用机制模式图
 

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