泛素连接酶

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

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。

UDG酶，即Uracil - DNA Glycocasylase，尿嘧啶-DNA糖基化酶。 UDG酶简介

碱基对，是形成DNA、RNA单体以及编码遗传信息的化学结构。如果有某一对碱基对的排列错误而导致基因编码异常，就很有可能引发癌症等疾病。可是，很多动物的DNA分子链中有数以亿计的碱基对，想从中找到错误的一条就无异于大海捞针。但美国的研究人员发现，有一种细胞酶可自动检验碱基对排列的对错。这就是UDG酶。美国约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员报告说，他们通过实验发现，动物细胞中的一种UDG酶可以抓取DNA分子链中的基对并用特定形状的“口袋”来进行检查，如果碱基对排列形状正确则将其放回原处，如果形状有误则将其清除，DNA分子链中留下的空白会由其他修复机制来修补。 uracil-N-glycosylase

尿嘧啶-N- 糖基化酶(UNG)酶

原理：UNG酶的作用原理是选择性水解断裂含有dU的双链或单链DNA中的尿嘧啶糖苷键，形成的有缺失碱基的DNA链，在碱性介质以及高温下会进一步水解断裂，从而被消除.UNG酶的最佳活性温度为50℃，95℃灭活。

作用：为保证PCR结果的准确性，要预防非特异性PCR扩增和污染。常用的措施是使用UNG

UDG酶，即Uracil - DNA Glycocasylase，尿嘧啶-DNA糖基化酶。 UDG酶简介

碱基对，是形成DNA、RNA单体以及编码遗传信息的化学结构。如果有某一对碱基对的排列错误而导致基因编码异常，就很有可能引发癌症等疾病。可是，很多动物的DNA分子链中有数以亿计的碱基对，想从中找到错误的一条就无异于大海捞针。但美国的研究人员发现，有一种细胞酶可自动检验碱基对排列的对错。这就是UDG酶。美国约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员报告说，他们通过实验发现，动物细胞中的一种UDG酶可以抓取DNA分子链中的基对并用特定形状的“口袋”来进行检查，如果碱基对排列形状正确则将其放回原处，如果形状有误则将其清除，DNA分子链中留下的空白会由其他修复机制来修补。 uracil-N-glycosylase

尿嘧啶-N- 糖基化酶(UNG)酶

原理：UNG酶的作用原理是选择性水解断裂含有dU的双链或单链DNA中的尿嘧啶糖苷键，形成的有缺失碱基的DNA链，在碱性介质以及高温下会进一步水解断裂，从而被消除.UNG酶的最佳活性温度为50℃，95℃灭活。

作用：为保证PCR结果的准确性，要预防非特异性PCR扩增和污染。常用的措施是使用UNG

UDG酶，即Uracil - DNA Glycocasylase，尿嘧啶-DNA糖基化酶。 UDG酶简介

碱基对，是形成DNA、RNA单体以及编码遗传信息的化学结构。如果有某一对碱基对的排列错误而导致基因编码异常，就很有可能引发癌症等疾病。可是，很多动物的DNA分子链中有数以亿计的碱基对，想从中找到错误的一条就无异于大海捞针。但美国的研究人员发现，有一种细胞酶可自动检验碱基对排列的对错。这就是UDG酶。美国约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员报告说，他们通过实验发现，动物细胞中的一种UDG酶可以抓取DNA分子链中的基对并用特定形状的“口袋”来进行检查，如果碱基对排列形状正确则将其放回原处，如果形状有误则将其清除，DNA分子链中留下的空白会由其他修复机制来修补。 uracil-N-glycosylase

尿嘧啶-N- 糖基化酶(UNG)酶

原理：UNG酶的作用原理是选择性水解断裂含有dU的双链或单链DNA中的尿嘧啶糖苷键，形成的有缺失碱基的DNA链，在碱性介质以及高温下会进一步水解断裂，从而被消除.UNG酶的最佳活性温度为50℃，95℃灭活。

作用：为保证PCR结果的准确性，要预防非特异性PCR扩增和污染。常用的措施是使用UNG

第六章 主要工业酶制剂的生产

第一节 淀粉制糖相关酶制剂的生产

一 α-淀粉酶的生产

α-淀粉酶作用于淀粉时，可以随机的方式从分子内部切开。α-1，4葡萄糖苷键而生成糊精和还原糖。其水解位于中间的。α-l,4键的概率比水解位于分子末端的概率大；不能水解支链淀粉的。α- 1,6键，也不能水解紧靠1，6分支点的α-1，4键；不能水解麦芽糖，但可以水解含有3个或3个以上α- l，4糖苷键的低聚糖。由于水解产物的还原性末端葡萄糖残基C1碳原子为α构型．故称α-淀粉酶。至今已有不少微生物的“α-淀粉酶被高度纯化。

工业上大规模生产和应用的α-淀粉酶主要来自细菌和曲霉。芽孢杆菌所产α-淀粉酶分为液化型与糖化型两种。目前只有液化型酶有用，由于活性高，发酵周期短，酶的耐热性高，尤其是枯草杆菌为大多数工厂所采用。我国淀粉糖工业使用的液化酶BF-7658。地衣芽抱杆菌的酶耐热性比枯草杆菌为高，但产量较低。芽孢杆菌易于退化和遭受噬菌体感染而降低产酶能力。由微生物制备酶制剂，产酶量高，易于分离和精制，适于大量生产。当然亦能从植 物和动物中提取α-淀粉酶，满足特殊的需要，但由于成本高，产量低，目前还不能实现工业化生产。具有实用价值的α-淀粉酶生产菌列于表5—6。