李衛研究組在泛素鏈合成機製方麵取得新進展

   蛋白質泛素化修飾是一種重要的蛋白質翻譯後修飾,其參與真核生物幾乎所有方麵的生命過程。蛋白質泛素化修飾的異常往往會導致癌症、心血管疾病、免疫疾病、神經退行性疾病等多種病症的發生。蛋白質泛素化修飾需要泛素經過泛素激活酶(E1)、泛素接合酶(E2)以及泛素連接酶(E3)的逐步催化轉移到底物蛋白上。近期研究人員發現,在蛋白質泛素化修飾過程中還存在一個額外的泛素鏈延伸因子,人們將其命名為E4。Ufd2p是第一個被鑒定出來的E4,它可以在Ufd4p(E3)合成的短泛素鏈的基礎上延伸泛素鏈。然而,Ufd2p(E4)如何延長泛素鏈?合成何種形式的泛素鏈?這些泛素鏈又有何生物學意義?目前仍不清楚。  

  必威精装版app西汉姆联 李衛研究員領導研究團隊通過在體外重構Ufd4p-Ufd2p泛素催化體係,研究發現Ufd2p可以在Ufd4p合成的Lys29連接泛素鏈上催化Lys48連接的多位點單泛素化修飾進而形成樹枝狀泛素鏈。在離體和在體條件下,均可以在泛素融合蛋白Ub-V-GFP上檢測到這種樹枝狀泛素鏈。Ufd2p催化此類反應需要其氨基端的兩個環區識別Ub-V-GFP上的Lys29連接泛素鏈。Ufd2p催化合成的這種樹枝狀泛素鏈可以被蛋白酶體銜接蛋白,如Rad23p,Dsk2p以及Rpn10p等識別,進而介導其修飾底物蛋白的降解。因此,Ufd2p可以作為一種新型的泛素鏈轉換因子,將非降解型泛素鏈信號轉換為可被蛋白酶體識別的降解型泛素鏈信號,進而促進修飾底物的降解。Ufd2p這種泛素鏈連接形式轉換的功能在內質網相關的蛋白質降解(ERAD)、OLE通路以及酸性條件耐受等方麵可以發揮重要作用。此項研究揭示了Ufd2p(E4)延長泛素鏈的作用機製,Ufd2p作為泛素鏈轉換因子的功能大大的拓展了人們對蛋白質泛素化修飾領域的認識。  

    該項研究工作以“Ufd2p synthesizes branched ubiquitin chains to promote the degradation of substrates modified with atypical chains”為題目於201726日在線發表於Nature CommunicationsDOI:10.1038/NCOMMS14274)。中科院動物所助理研究員劉超博士為第一作者,李衛研究員為通訊作者,美國國立衛生研究院高級研究員Ye Yihong博士對該項工作給予大力支持。該課題得到了該研究受到科技部“國家重點研發計劃”重點專項(2016YFA0500901)、國家自然科學基金(31401159, 91519317, 31471277)項目的資助。
泛素鏈轉換因子Ufd2p作用機製模式圖
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