泛素化降解途径

关于内质网的泛素化机制

内质网内的泛素化机制

当蛋白质经过内质网（endoplasmic reticulum，ER）的时候，会有一套“质控”系统暂时将那些新合成的蛋白质“扣留”下来，帮助它们成熟。只有折叠正确的蛋白质才会被“释放”，而那些不能成熟的蛋白质则会被继续“关押”，但是这样会损害内质网的功能。因此，为了维持内环境的稳态，蛋白质质控系统会将这些“不合格产品”移交到胞质溶胶当中，在那里，被蛋白酶体降解掉。随着在越来越多的病理过程当中发现了内质网质控系统功能缺陷的现象，我们也开始逐渐意识到细胞内这条作用机制的重要性。

在所有人类基因组编码的蛋白质当中，大约有20%的蛋白质被认为是分泌性蛋白质。这些分泌性蛋白质在到达它们的最终的目的地之前都需要先经过内质网的处理，这些目的地广泛分布在细胞各处，例如细胞膜上，各种胞内或胞外的腔室（Exocytotic and endocytotic compartments），以及细胞外表面等等。内质网不仅仅只是提供了一个―容器‖，它同时还提供了众多的分子伴侣，帮助蛋白质折叠、成熟。不过虽然细胞提供了这些帮助，蛋白质在合成过程当中仍然非常容易出错。大约有1/3的新生蛋白质会在翻译过程中或者在翻译后数分钟之内被降解掉。

泛素(ubiquitin)存在于所有真核细胞中，是一种高度保守的76个氨基酸残基的蛋白，游离存在于细胞内或共价缀合到各种胞浆、核和整合的膜蛋白上［1］。泛素要经过一系列步骤才能缀合到底物蛋白上。首先，在一个ATP依赖性反应中，泛素通过其羧基末端甘氨酸经泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme, UBA, E1)共价附着到该E1酶的巯基(thiol)位置；然后，泛素从E1酶被转移到泛素缀合酶(ubiquitin-conjugating enzyme, UBC, E2)的巯基位置；最后，泛素缀合酶(E2)通过在泛素的C-末端甘氨酸与底物蛋白的赖氨酸ε-氨基基团之间催化形成异肽键而将泛素转移到底物蛋白上。E2酶可直接识别底物蛋白，但在有些情况下则需要通过一种中间物(蛋白或蛋白复合体)的参与，这种中间物被称为泛素蛋白连接酶(ubiquitin-protein ligase, E3)。E2酶传递泛素给E3酶，E3酶选择性识别及多泛素化底物蛋白。E3酶依赖性泛素缀合使底物蛋白进入泛素依赖性蛋白水解途径［2～4］。 一、 泛素缀合的生物学意义

细胞内大量的结构和调节性蛋白经泛素或泛素样蛋白的附着而修饰，蛋白的这种泛素化修

泛素-蛋白酶体途径及研究进展

【摘要】

泛素-蛋白酶体途径介导的蛋白降解是机体调节细胞内蛋白水平与功能的一个重要机制。负责执行这个调控过程的组成成分包括泛素及其启动酶系统和蛋白酶体系统。泛素启动酶系统负责活化泛素, 并将其结合到待降解的蛋白上, 形成靶蛋白多聚泛素链, 即泛素化。蛋白酶体系统可以识别已泛素化的蛋白并将其降解。此外, 细胞内还有另一类解离泛素链分子的去泛素化蛋白酶形成反向调节。泛素-蛋白酶体途径涉及许多细胞的生理过程, 其调节异常与多种疾病的发生有关。

【关键词】泛素化 去泛素化 类泛素化 一．泛素及其启动酶系统

泛素-蛋白酶体途径( Ubiquitin-Proteasome pathway )是一个新近受到关注的调节蛋白质降解与功能的重要系统。其主要作用于细胞内一些半衰期短的调节蛋白和一些结构异常、错构或受损伤的蛋白。其过程是以共价键形式联结多个泛素( ubiquitin)分子, 形成靶蛋白多聚泛素链即泛素化后, 再输送到26S 蛋白酶体上被消化降解。这一途径在很多细胞生命过程中起调节作用, 包括细胞周期循环、信号转导、核酸密码翻译、DNA 损伤修复、异常蛋白代谢、抗原递呈及细胞受体功能等, 并与许多疾病的发生发展密切相

泛素-蛋白酶体途径及研究进展

【摘要】

泛素-蛋白酶体途径介导的蛋白降解是机体调节细胞内蛋白水平与功能的一个重要机制。负责执行这个调控过程的组成成分包括泛素及其启动酶系统和蛋白酶体系统。泛素启动酶系统负责活化泛素, 并将其结合到待降解的蛋白上, 形成靶蛋白多聚泛素链, 即泛素化。蛋白酶体系统可以识别已泛素化的蛋白并将其降解。此外, 细胞内还有另一类解离泛素链分子的去泛素化蛋白酶形成反向调节。泛素-蛋白酶体途径涉及许多细胞的生理过程, 其调节异常与多种疾病的发生有关。

【关键词】泛素化 去泛素化 类泛素化 一．泛素及其启动酶系统

泛素-蛋白酶体途径( Ubiquitin-Proteasome pathway )是一个新近受到关注的调节蛋白质降解与功能的重要系统。其主要作用于细胞内一些半衰期短的调节蛋白和一些结构异常、错构或受损伤的蛋白。其过程是以共价键形式联结多个泛素( ubiquitin)分子, 形成靶蛋白多聚泛素链即泛素化后, 再输送到26S 蛋白酶体上被消化降解。这一途径在很多细胞生命过程中起调节作用, 包括细胞周期循环、信号转导、核酸密码翻译、DNA 损伤修复、异常蛋白代谢、抗原递呈及细胞受体功能等, 并与许多疾病的发生发展密切相

泛素(ubiquitin)存在于所有真核细胞中，是一种高度保守的76个氨基酸残基的蛋白，游离存在于细胞内或共价缀合到各种胞浆、核和整合的膜蛋白上［1］。泛素要经过一系列步骤才能缀合到底物蛋白上。首先，在一个ATP依赖性反应中，泛素通过其羧基末端甘氨酸经泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme, UBA, E1)共价附着到该E1酶的巯基(thiol)位置；然后，泛素从E1酶被转移到泛素缀合酶(ubiquitin-conjugating enzyme, UBC, E2)的巯基位置；最后，泛素缀合酶(E2)通过在泛素的C-末端甘氨酸与底物蛋白的赖氨酸ε-氨基基团之间催化形成异肽键而将泛素转移到底物蛋白上。E2酶可直接识别底物蛋白，但在有些情况下则需要通过一种中间物(蛋白或蛋白复合体)的参与，这种中间物被称为泛素蛋白连接酶(ubiquitin-protein ligase, E3)。E2酶传递泛素给E3酶，E3酶选择性识别及多泛素化底物蛋白。E3酶依赖性泛素缀合使底物蛋白进入泛素依赖性蛋白水解途径［2～4］。 一、 泛素缀合的生物学意义

细胞内大量的结构和调节性蛋白经泛素或泛素样蛋白的附着而修饰，蛋白的这种泛素化修

泛素(ubiquitin)存在于所有真核细胞中，是一种高度保守的76个氨基酸残基的蛋白，游离存在于细胞内或共价缀合到各种胞浆、核和整合的膜蛋白上［1］。泛素要经过一系列步骤才能缀合到底物蛋白上。首先，在一个ATP依赖性反应中，泛素通过其羧基末端甘氨酸经泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme, UBA, E1)共价附着到该E1酶的巯基(thiol)位置；然后，泛素从E1酶被转移到泛素缀合酶(ubiquitin-conjugating enzyme, UBC, E2)的巯基位置；最后，泛素缀合酶(E2)通过在泛素的C-末端甘氨酸与底物蛋白的赖氨酸ε-氨基基团之间催化形成异肽键而将泛素转移到底物蛋白上。E2酶可直接识别底物蛋白，但在有些情况下则需要通过一种中间物(蛋白或蛋白复合体)的参与，这种中间物被称为泛素蛋白连接酶(ubiquitin-protein ligase, E3)。E2酶传递泛素给E3酶，E3酶选择性识别及多泛素化底物蛋白。E3酶依赖性泛素缀合使底物蛋白进入泛素依赖性蛋白水解途径［2～4］。 一、 泛素缀合的生物学意义

细胞内大量的结构和调节性蛋白经泛素或泛素样蛋白的附着而修饰，蛋白的这种泛素化修

去泛素化在NF-κB信号通路调节中的作用

Edward W Harhaj1, Vishva M Dixit2

1Department of Microbiology and Immunology, Sylvester Comprehensive Cancer Center, The University of Miami, Miller School of Medicine, 1550 NW 10 Avenue, Miami, FL 33136, USA; 2Department of Physiological Chemistry, Genentech Inc., 1 DNA Way,South San Francisco, CA 94080, USA

核因子kappa B（NF-κB）是一种非常关键的调控因子，参与多种生物功能，包括先天和适应性的免疫以及细胞的生存等。NF-κB的激活严格受到一种慢性信号的调节，这一信号会导致持续性的炎症以及癌症。由关键信号分子E3连接酶介导的泛素化途径对NF-κB信号通路具有重要的调控作用。去泛素化(DUBs)可抵抗E3连接酶，因此在下调NF-κB信号通路以及维持稳态时，其有重要的作用。通过特异的去泛

蛋白质泛素化研究进展——探索蛋白修饰的秘密

泛素是一种含76个氨基酸的多肽，存在于除细菌外的许多不同组织和器官中，具有标记待降解蛋白质的功能。被泛素标记的蛋白质在蛋白酶体中被降解。由泛素控制的蛋白质降解具有重要的生理意义，它不仅能够清除错误的蛋白质，还对细胞周期调控、DNA修复、细胞生长、免疫功能等都有重要的调控作用。

2004年，以色列科学家Aaron Ciechanover、Avram Hershko和美国科学家Irwin Rose就因发现泛素调节的蛋白质降解而被授予2004年诺贝尔化学奖。正是因为泛素调节的蛋白质降解在生物体中如此重要，因而对它的开创性研究也就具有了特殊意义。目前，在世界各地的很多实验室中，科学家不断发现和研究与这一降解过程相关的细胞新功能。现在，研究人员已发现泛素具有多种非蛋白水解功能，包括参与囊泡转运通路、调控组蛋白修饰以及参与病毒的出芽过程等。

鉴于蛋白质降解异常与许多疾病，例如癌症、神经退行性病变以及免疫功能紊乱的发生密切相关，而基因的功能是通过蛋白质的表达实现的，因此，泛素在蛋白质降解中的作用机制如能被阐明将对解释多种疾病的发生机制和遗传信息的调控表达有重要意义。 《生命奥秘》本月专题将介绍泛素系统的来源、研究

高效氨氮降解菌的分离、固定化与应用

【摘要】：随着我国高密度养殖技术的日益蓬勃壮大,养殖水产废水中的氨氮含量也居高不下,这样的养殖水体对水生生物(鱼、虾和蟹)产生了很大的危害,同时也由于富集作用最终在人体内积累,对人体造成很大的伤害,特别是婴幼儿。在自然界中硝化细菌能将氨氮转换为硝酸盐,减小危害。但是硝化细菌在自然界中很少存在,生长周期比较长,因此要得到纯化的硝化细菌并应用到生产实际中会受到很大的限制。而且当微生物处于游离状态时不能集中的固定于一定的空间区域内会造成菌数流失,效果不好,这就需要用物理的和化学的方法将特定的游离的微生物限制于或固定于某一设计好的的的空间区域内,并保持原有微生物的活性,更好的发挥其作用。本文从江苏太湖养蟹场养殖污水中驯化得到能氨氮降解的微生物菌群,比对它的培养基各个成分进行正交试验分析和用泡沫陶瓷固定化条件正交试验分析,得到最优化的培养基成分和固定化条件,并找出保存氨氮降解菌的有效方式和应用到实际水产养殖水中的一些实际问题和降解效果。主要研究结果：(1)从江苏太湖养蟹场养殖污水中驯化得到能氨氮降解的微生物菌群,并对它的培养基各个成分进行正交试验直观和方差分析,得到高效氨氮

降

解

菌

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佳

培

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为

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蔗

糖

20g/L,K2

高效氨氮降解菌的分离、固定化与应用

【摘要】：随着我国高密度养殖技术的日益蓬勃壮大,养殖水产废水中的氨氮含量也居高不下,这样的养殖水体对水生生物(鱼、虾和蟹)产生了很大的危害,同时也由于富集作用最终在人体内积累,对人体造成很大的伤害,特别是婴幼儿。在自然界中硝化细菌能将氨氮转换为硝酸盐,减小危害。但是硝化细菌在自然界中很少存在,生长周期比较长,因此要得到纯化的硝化细菌并应用到生产实际中会受到很大的限制。而且当微生物处于游离状态时不能集中的固定于一定的空间区域内会造成菌数流失,效果不好,这就需要用物理的和化学的方法将特定的游离的微生物限制于或固定于某一设计好的的的空间区域内,并保持原有微生物的活性,更好的发挥其作用。本文从江苏太湖养蟹场养殖污水中驯化得到能氨氮降解的微生物菌群,比对它的培养基各个成分进行正交试验分析和用泡沫陶瓷固定化条件正交试验分析,得到最优化的培养基成分和固定化条件,并找出保存氨氮降解菌的有效方式和应用到实际水产养殖水中的一些实际问题和降解效果。主要研究结果：(1)从江苏太湖养蟹场养殖污水中驯化得到能氨氮降解的微生物菌群,并对它的培养基各个成分进行正交试验直观和方差分析,得到高效氨氮

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