SCF E3泛素化连接酶的研究进展

Skp1-Cullins-F-box蛋白复合物(SCF复合物)E3泛素化连接酶是最大的泛素化连接酶家族成员,该蛋白复合体可以促进多种蛋白通过泛素化降解,对细胞周期、DNA复制等多种生物过程具有重要的调节作用。SCF E3泛素化连接酶在人类肿瘤中的异常激活可以诱导细胞无限制的增殖和基因组的不稳定,因此,E3泛素化连接酶复合物成员可以作为抗肿瘤治疗的靶点。本文主要介绍SCF E3泛素化连接酶作为抗癌药物的靶点和新型肿瘤抑制剂MLN4924的抗肿瘤作用。     

E3泛素连接酶在核转录共抑制因子SnoN蛋白降解中的作用

目前已知泛素-蛋白酶体途径是真核细胞内蛋白降解的主要途径,能选择性降解细胞内多种蛋白（如细胞周期蛋白、蛋白激酶、信号分子等）.其中,E3泛素连接酶因决定了靶蛋白底物的特异性,而成为该途径中起决定作用的关键酶[1].近年研究发现,核转录共抑制因子Ski相关活性蛋白N（SnoN）蛋白的泛素化降解在调控SnoN蛋白表达中起着重要作用[2].表现为多种水平多个环节上的调控,而且这种调控与肿瘤、发育障碍、中枢神经系统疾病、纤维化疾病等密切相关.本文拟对E3泛素连接酶介导SnoN蛋白泛素化的研究进展作一综述.     

蛋白质泛素化降解途径

泛素系统(UPS)广泛存在于真核生物中，是精细的特异性的蛋白质降解系统。它由泛素、26S蛋白酶体、多种酶（如E1、E2、E3、去泛素酶）构成。在泛素系统中，泛素（Ubiquitin Ub）是一种序列保守的小分子蛋白，蛋白质与泛素结合后，被蛋白酶体以ATP依赖的方式降解。E1、E2酶分别称为泛素活化酶和泛素载体酶，使泛素通过Ub-腺苷酸中间产物形成E2-Ub巯基酯。泛素连接酶E3负责连接泛素和特异性的底物，这样泛素化的底物可以被26S蛋白酶体降解为若干肽段。泛素系统通过特异性的降解蛋白质，调节细胞分化、免疫反应，参与转录、离子通道、分泌的调控及神经元网络、细胞器的形成等等，泛素系统还与人类某些疾病有关。本文对泛素系统的成员、作用机制和功能的研究进展作了介绍。     

E3泛素连接酶在神经系统发育过程中的调控作用

泛素化在细胞代谢、蛋白质定位和降解中发挥着重要作用，并参与细胞周期调控、增殖、凋亡以及DNA损伤修复等生命活动的调控。泛素蛋白酶体系统(Ubiquitin proteasome system, UPS)中包括一类E3泛素连接酶(E3 ubiquitin ligase),它与泛素和底物蛋白的结合密切相关。神经系统发育是一个连续且复杂的过程，包括神经细胞发生、分化和迁移等过程，E3泛素连接酶通过水解病理性蛋白，激活神经干细胞并调节其增殖分化水平及调控神经元形态等途径来调控神经发育过程。     

去泛素化酶在病毒感染中的调控作用

机体的抗病毒免疫受到多种翻译后修饰的调控,去泛素化也广泛参与其中。去泛素化酶在病毒感染的发生发展中的作用复杂,宿主自身去泛素酶可以调控机体抗病毒天然免疫,进而调控病毒增殖;相反,病毒编码的去泛素化酶能够抑制抗病毒免疫反应,促进病毒的复制。此外,去泛素化酶还可以调控感染细胞死亡,进而影响病毒复制。通过小分子抑制剂等对去泛素化酶进行干预,可增强宿主的抗病毒免疫力,在临床感染及肿瘤治疗中具有广泛的应用前景。     

不同蜱种E3泛素连接酶多态性分析

E3泛素连接酶通过蛋白修饰等泛素化过程在病原体与媒介、宿主互作中发挥着关键作用,而蜱类体内E3泛素连接酶及其功能还未明确,本研究利用高通量测序手段获得了森林革蜱、嗜群血蜱E3泛素连接酶CDS,并通过基因组生物信息学检索获得了长角血蜱、全沟硬蜱和亚洲璃眼蜱E3泛素连接酶CDS.结果 发现,森林革蜱和全沟硬蜱的E3泛素连接酶同属于SH3RF3型;而长角血蜱、嗜群血蜱E3泛素连接酶属于SH3RF2型,亚洲璃眼蜱的E3泛素连接酶介于两者之间可能为中间类型.结果 表明,不同蜱类的E3泛素连接酶随系统发育呈现出一定的演化趋势和多态性特征,E3泛素连接酶的多样性及表达情况可能是影响蜱类媒介效能的关键因素之一.     

泛素特异性蛋白酶在病毒感染中的作用

生物体内的泛素化水平通过泛素化酶(泛素激活酶E1、泛素结合酶E2、泛素连接酶E3)和去泛素化酶(deubiquitinating enzymes, DUBs)来平衡。其中泛素特异性蛋白酶(ubiquitin-specific proteases, USPs)是去泛素化酶家族中最大的亚类, 也是细胞内蛋白质降解的重要参与者。USPs通过水解底物蛋白上的泛素分子从而影响或调节多种细胞活动, 包括:基因转录、细胞周期调控、免疫应答、细胞受体功能以及肿瘤生长、炎症过程等。文章对USPs家族部分成员在多种生命活动中的作用做了归纳和总结, 进一步为USPs在病毒感染中的研究提供参考。     

E3泛素连接酶β-TrCP1在肿瘤中的研究进展

β-转录重复包含蛋白1(β-transducin repeat containing protein 1,β-TrCP1)是一种E3泛素连接酶的底物识别亚基,能特异性识别泛素化底物,在细胞增殖、信号转导以及细胞周期进程中发挥重要作用。β-TrCP1蛋白表达异常或功能失调常使泛素化修饰异常,影响多种肿瘤的发生、发展。该文现对β-TrCP1在恶性肿瘤中的作用及相关分子机制进行综述。     

泛素羧基端水解酶L1在人类疾病发生发展中的调控作用

泛素-蛋白酶系统(ubiquitin proteasome system,UPS)在细胞分裂、细胞信号转导以及细胞程序死亡的过程中起到非常重要的作用.此系统主要是靠泛素化酶和去泛素化酶来实施对于目的蛋白的快速精确调控.其中,泛素羧基端水解酶L1 (ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1,UCH-L1)是去泛素化酶家族中的一个重要的分子,是由223个氨基酸组成的一类半胱氨酸水解酶,通过识另和裂解目标蛋白上羧基末端第76位甘氨酸,可把泛素分子从目标蛋白的多聚泛素化链上切割下来,阻止目标蛋白被UPS系统降解,从而对目标蛋白的降解代谢负向调控.由此而产生游离的泛素单体,则进一步循环参与下一个目标蛋白的泛素化代谢.UCH-L1是一个多功能的分子,除了去泛素化酶功能,还有稳定泛素单体,泛素连接酶及参与细胞骨架蛋白调控,细胞微管形成等多功能作用.     

人膜相关蛋白TEB4的结构及其E3连接酶活性

TEB4(MARCH Ⅳ)是酵母Doa10的同源体,作为E3连接酶参与内质网相关蛋白的降解。TEB4和酵母Doa10定位于内质网上,包含一个环指域和多个跨膜域。这个环指结构位于蛋白的N端,具有特殊的C4HC3结构。在泛素结合酶UBC7参与的底物第48位赖氨酸特异点的泛素化反应中,分离开的环指域在细胞液中催化泛素的连接。这些特性与E3酶有关,E3酶是参与内质网相关蛋白降解的重要酶。和一些E3连接酶一样,TEB4可能参与神经退行性病变的调节。     

TRIM21 在病毒诱导的天然免疫应答中的研究进展

三结构域蛋白21(TRIM21)是TRIM家族中的一员,其作为E3泛素连接酶在抗病毒天然免疫中发挥了重要作用。当病毒入侵时,TRIM21与病毒核酸感受器介导的抗病毒信号通路中的关键蛋白相互作用,泛素化IRF3、IRF5、IRF7、IRF8、MAVS、DDX41等调控和维持机体的抗病毒稳态。TRIM21在机体内还介导抗体依赖的细胞内中和反应,协同补体系统发挥抗病毒效应。本文主要就当前TRIM21作为E3泛素化酶在病毒诱导的天然免疫应答中的研究进展进行归纳和阐述。     

高糖作用的肾小球系膜细胞SnoN/Ski蛋白表达及泛素化降解

目的: 观察高糖作用的大鼠肾小球系膜细胞内核转录共抑制因子SnoN/Ski及泛素连接酶Arkadia的表达变化,初步探讨SnoN/Ski泛素化降解在糖尿病肾病中的作用。方法: 将体外培养的大鼠肾小球系膜细胞分别设正常对照组 、高糖甲组(培养基含20 mmol/L葡萄糖)、高糖乙组(培养基含30 mmol/L葡萄糖)、高糖+MG132组(30 mmol/L葡萄糖培养基中预先加入0.5 μmol/L特异性泛素蛋白酶体抑制剂MG132)和甘露醇组。用蛋白免疫印迹技术和免疫荧光染色-激光共聚焦显微镜检测各组细胞SnoN/Ski及Arkadia蛋白的表达。结果: (1)正常系膜细胞中SnoN/Ski蛋白大量表达,Arkadia蛋白表达较弱。(2)高糖作用后SnoN/Ski蛋白表达减弱,Arkadia蛋白表达增强(P<0.05)。(3)与高糖组比较,高糖加入MG132后SnoN/Ski蛋白表达增加,Arkadia蛋白表达减弱(P<0.01)。(4)甘露醇组与正常组比较SnoN/Ski及Arkadia蛋白表达均无明显差异(P>0.05)。结论: (1)高糖可通过泛素蛋白酶体途径降解SnoN/Ski蛋白致其低表达。(2)E3连接酶Arkadia参与了高糖诱导的SnoN/Ski的泛素化降解 。     

爱泼斯坦-巴尔病毒操控鼻咽癌细胞HONE-1的miR-590-5p逃避免疫的机制研究

目的探讨爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barr virus,EBV)操控鼻咽癌细胞HONE-1的miR-590-5p以实现逃避免疫的机制研究.方法通过miRDB在线分析miR-590-5p与泛素E3连接酶(itchy E3 ubiq-uitin protein ligase,ITCH)的匹配情况,然后通过荧光素酶报告系统检测miR-590-5p是否靶向ITCH;使用miR-590-5p mimics过表达或者miR-590-5p inhibitor敲低miR-590-5p的情况下,通过免疫印迹检测ITCH与其底物MAVS的表达量,通过酶联免疫吸附试验检测鼻咽癌细胞HONE-1上清液中干扰素γ(interferon-γ,IFNγ)的表达量,同时检测EBV的复制情况.结果EBV感染鼻咽癌细胞HONE-1后miR-590-5p的表达量显著下降(P<0.05),并且miR-590-5p靶向ITCH的3′UTR.过表达miR-590-5p后,发现鼻咽癌细胞HONE-1的ITCH表达量降低,线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein,MAVS)泛素化水平下降,MAVS的表达量升高,IFNγ表达升高(P<0.05),EBV复制水平下降(P<0.05).敲低miR-590-5p后,发现鼻咽癌细胞HONE-1的ITCH表达量上升,MAVS泛素化水平上升,MAVS的表达量下降,IFNγ表达下降(P<0.05),EBV复制水平上升(P<0.05).过表达miR-590-5p的同时敲低MAVS或敲低miR-590-5p的同时过表达MAVS后,EBV病毒的复制没有明显差异(P>0.05).结论EBV通过抑制miR-590-5p的表达量以提高MAVS的泛素E3连接酶ITCH的表达量,降低鼻咽癌细胞HONE-1的IFNγ表达量,最终实现自身复制的增强.     

P53泛素化的非Mdm2依赖途径

泛素化、磷酸化、甲基化和乙酰化均是P53蛋白最重要的修饰形式。其中泛素化对P53蛋白功能的调控起中心作用。Mdm2具有E3连接酶活性,能使P53蛋白发生泛素化而降解。但近年研究发现其他几种E3泛素连接酶也能使P53蛋白发生泛素化而降解,提示存在P53蛋白泛素化的非Mdm2依赖途径。     

TRIM在病毒免疫防御机制中的作用

TRIM(tripartite motif)蛋白是一类含有RING结构域的蛋白质,在人类中发现超过70种,还有许多新成员正在研究中.这类蛋白除了参与细胞增殖、分化、发育、形态发生和细胞凋亡.也在免疫相关信号通路和抗病毒免疫反应中发挥重要作用.TRIM25能够泛素化病毒RNA受体视黄酸诱导基因-Ⅰ(RIG-Ⅰ)的N末端,这种改变能够激活RIG-Ⅰ与其下游配体结合参与线粒体抗病毒信号通路(MAVS).这个过程直接引起I型干扰素(IFN)的产生从而抑制病毒复制.近来的研究发现甲型流感病毒能够靶向结合TRIM25,使其抗病毒的功能失效从而抑制宿主的干扰素活性.本文对TRIM蛋白在抗病毒防御机制中的功能以及一种流感病毒通过靶向结合某种TRIM蛋白而产生的免疫逃逸机制的研究进展进行总结.     

泛素-蛋白酶体系统与心血管疾病

泛素-蛋白酶体系统主要由泛素激活酶(E1)、泛素交联酶(E2)、泛素连接酶(E3)和26S蛋白酶体组成,是降解细胞内蛋白质的主要途径。泛素-蛋白酶体系统参与真核细胞许多生物学功能,如炎症、细胞增生、信号传导、转录调控、细胞凋亡等的调节。近年研究证实泛素-蛋白酶体系统在心血管疾病中具有重要的病理生理学意义,可调节动脉粥样硬化、缺血后再灌注损伤、家族性心肌病、心肌肥厚和心脏衰竭等重要疾病的发生和发展。本文拟就泛素-蛋白酶体系统的结构、功能、调节及在心血管疾病中的作用作一简述。     

泛素-蛋白酶体途径与EBV潜伏蛋白

泛素-蛋白酶体途径是真核细胞内重要的蛋白质调控系统,参与调节细胞周期进程、细胞增生与分化,以及信号传导等多种细胞生理过程,因此,细胞内蛋白泛素化降解是蛋白质重要的转录后修饰方式。EBV编码多种病毒蛋白,通过泛素．蛋白酶体途径调节病毒的潜伏,使病毒能在免疫活性较高的宿主体中存活。LMP1和LMP2A可能作为泛素．蛋白酶体途径的底物而受其调控,EBNA1则充当蛋白酶体降解过程中的阻滞剂。对它们在该途径中不同作用的深入了解将促使我们发展治疗EBV相关癌症的新策略。     

TRIM21的抗病毒作用研究进展

TRIM(tripartite motif)家族因具有相似的N端结构又被称为RBCC家族,其成员在诸多与固有免疫相关的生物学过程中发挥重要作用.近年来的研究发现,TRIM家族参与宿主的胞内抗病毒作用,其中一些TRIM家族蛋白被认为是病毒的限制因子.最近,TRIM21作为E3泛素连接酶的抗病毒作用相继被报道,其可通过抗体依赖的细胞内抗病毒作用(antibody dependent intracellular neutralization,ADIN)及参与固有免疫通路发挥抗病毒作用,现就TRIM21的结构、表达分布、抗病毒作用及其机制的研究进展进行总结和综述.     

E3泛素连接酶RNF216调控Th1型免疫应答促进肿瘤发生的研究

泛素-蛋白酶体蛋白降解系统是细胞内调控蛋白更新的重要机制,E3泛素连接酶是介导蛋白泛素化修饰的关键分子,可参与调控包括肿瘤发生的多种病理生理过程。E3泛素连接酶RNF216是否可调控肿瘤的发生发展尚不明确。本研究采用WT和RNF216基因缺陷型(RNF216-/-)小鼠,使用EO771乳腺癌细胞建立乳腺癌移植瘤模型,观察乳腺癌细胞在小鼠中的成瘤情况,以明确RNF216在肿瘤发生中的作用及其可能机制。实验结果表明乳腺癌细胞EO771在RNF216-/-小鼠中的成瘤情况和WT小鼠相比显著减小,而且存活率明显升高;腹腔注射CpG可抑制肿瘤的生长,在RNF216-/-小鼠中的抑瘤效果则显著增强。进一步研究表明在乳腺癌细胞EO771移植瘤小鼠模型中,和WT小鼠相比,CpG刺激RNF216-/-小鼠可显著诱导TNF-α、IFN-γ、IL-6等Th1型细胞因子的分泌,而Th2型细胞因子的变化不显著,这提示RNF216可能直接或者间接参与Th1型应答调控。可见,RNF216可通过调控Th1型免疫应答参与肿瘤的发生发展。     

E3泛素连接酶在妇科肿瘤中的研究进展

泛素-蛋白酶体系统异常与许多肿瘤的发生和发展有关。E3泛素连接酶是泛素-蛋白酶体降解过程中重要的组成成分,其种类繁多、功能强大并可受到广泛的调控。近年来研究显示,E3泛素连接酶与恶性肿瘤患者的预后密切相关,并且在不同肿瘤中发挥不同的作用。本文总结了E3泛素连接酶在妇科肿瘤中的研究进展,为未来解析肿瘤的分子机制以及靶向药物的研制提供科学依据。