泛素连接酶 E3 Nedd4结构域家族对成骨细胞增殖成熟分化的调节

泛素蛋白酶体系统所介导的泛素化修饰在蛋白质的定位、代谢、调节和降解中都起着十分重要的作用,可以说泛素蛋白酶体降解系统是调控蛋白质动态平衡一个必不可少的过程［1］。这一系统中,泛素连接酶 E3作为关键酶,负责确定蛋白质泛素化的特异性,识别靶蛋白底物,并引发蛋白酶体降解蛋白质。所以,E3泛素连接酶是整个泛素化修饰过程的关键因子。在骨骼系统中,成骨细胞作为骨形成的主要功能细胞,其增殖、分化、成熟等各个阶段受到各种细胞因子、转录因子和信号通路的调控。神经前体细胞表达发育调控样蛋白4（Nedd4）是泛素连接酶 E3中具有 E6同源相关蛋白羧基端结构域（HECT 结构域）家族的重要组成部分［2］。此家族的多个成员能够通过泛素化作用调控与成骨细胞增殖分化凋亡相关的信号通路,如转化生长因子－β（TGF －β）和骨形态发生蛋白（BMP）、磷酸化的促分裂原活化蛋白激酶2（MEKK2）等经典通路。所以,泛素蛋白酶体系统也与成骨细胞的周期、增殖、凋亡、分化等活动密切相关。泛素化酶尤其是 Nedd4泛素连接酶 E3家族在其中的作用机制如能被阐明,对解释多种骨科疾病如骨质疏松的发生机制以及治疗靶点有重要意义。近年来,除了经典通路的调节以外,对Nedd4家族的研究也有了很多新的突破。本文就近年来关于泛素连接酶 E3 Nedd4家族调控成骨细胞增殖、分化、凋亡过程的最新研究进展综述如下。     

泛素偶联2C 基因在肿瘤研究中的进展

真核生物中,泛素蛋白酶体系（UPS）可精确调节细胞周期的过程。泛素激活酶（E1）、泛素偶联酶（E2）和泛素连接酶（E3）协同作用来完成 UPS 促进靶蛋白泛素化的功能。单一泛素化过程可调节细胞自噬现象、蛋白复合体的重组、DNA 修复以及转录过程;靶蛋白的降解则需要多聚泛素化过程［1］。 E1通过其半胱氨酸的活性位点的黏附作用激活泛素,继而借助硫酯链将泛素传送至 E2的活性中心。最终借助 E3的特异性介导作用,E2促使泛素转移到靶蛋白上,同时 E3结合靶蛋白完成降解过程。人类基因组中有2个基因编码 E1,38个左右的基因编码 E2,及600个以上的基因编码 E3。 E3成簇状分布,多数 E3属于真正有意义的新基因（RING）组,包括 Skp1‐Cull‐in‐Fox （SCF）复合体和分裂后期促进复合体（也称周期小体, APC／C）［2］。很多学者把研究重点放在 E3上,因为其异常调节作用与肿瘤明显关联,但最新研究表明 E2在调节细胞周期进程和特殊肿瘤的发生、发展过程中也起到关键性作用。     

FBW7蛋白的研究进展

泛素蛋白酶体系统介导的快速蛋白降解途径可以调节不同的细胞进程。这种蛋白水解系统通过泛素激活酶El、泛素载体蛋白E2和泛素连接酶E3的一系列泛素化作用,然后由26S蛋白酶体对底物进行快速降解。根据泛素连接酶结构的不同将其分为两大类：RING-指型蛋白和HECT-结构域型蛋白。含有cullin蛋白亚单位的RING-指型泛素连接酶,被称CRLs（cullin RINGubiquitin ligases）。     

Cull蛋白与肿瘤发生

细胞内各种功能蛋白如原癌蛋白、抑癌蛋白、周期索、细胞分裂周期蛋白、转录调节州子等动态地影响到细胞周期进程。这些细胞周期相关蛋白在细胞内水平的高低,受泛素一蛋白酶体降解途径的精细调控。该酶系催化蛋白质水解过程包含泛素活化酶（E1）、泛素轭合酶（E2）和泛素连接酶（E3）,其中E3能特异地识别底物蛋白,并使其泛素化。是泛素一蛋白酶体降解途径的关键酶。泛素连接酶为多亚基的蛋白质复合体,主要有两个家族,即HECT家族和RING家族,其中后者以Cullin蛋白作为模板装配耐成。     

E3泛素连接酶MG53在胰岛素抵抗及代谢性疾病中的作用

泛素是一种存在于大多数真核细胞的小蛋白,它的主要功能是标记需要分解掉的蛋白质;附有泛素的蛋白质在桶状蛋白酶的作用下会发生降解。蛋白质泛素化是后翻译修饰的一种常见形式,这一过程是一个三酶级联反应,即需要泛素活化酶（E1）、泛素交联酶（E2）和泛素连接酶（E3）的参与。其中E3泛素连接酶能识别特定的需要被泛素化的靶蛋白,并催化泛素分子转移到靶蛋白上。Mitsugumin53（MG53）是一种存在于人类、鼠类及其他哺乳动物体内的天然蛋白质,它特异性表达于骨骼肌和心脏中,是一种含三个特定模序结构的家族蛋白。该家族蛋白能结合在细胞不需要的蛋白质上,并将其降解。     

泛素蛋白酶体抑制剂在急性髓系白血病中的研究进展

泛素蛋白酶体系统 (UPS)在真核生物蛋白质循环中具有重要生物学作用,出现异常可导致肿瘤的发生。目前包括白血病在内的多种肿瘤患者体内均检测到高水平的泛素蛋白酶体活性。泛素蛋白酶体抑制剂通过影响泛素蛋白酶体系统的E3连接酶、去泛素化酶以及蛋白质降解活性位点能够有效地杀伤肿瘤细胞。临床上已经将相关泛素蛋白酶体抑制剂用于治疗血液系统肿瘤,但在急性髓系白血病中的应用相对较少。本文对影响蛋白质泛素化降解不同阶段的抑制剂在急性髓系白血病中的研究进展进行相关总结,为研发急性髓系白血病有效疗法提供新思路。     

泛素-蛋白酶体途径与砷致氧化应激的研究进展

泛素-蛋白酶体途径(Ubiquitin-Proteasome pathway,UPP)是存在于真核细胞中精确调控细胞质和细胞核内蛋白质有序降解的途径,由泛素(Ub)、泛素激活酶(E1)、泛素结合酶(E2)、泛素连接酶(E3)、26S蛋白酶体和去泛素化酶(DUBs)组成。UPP存在于真核细胞整个生命过程中,参与并调节该细胞的各种生命活动。UPP出现异常就会引起疾病的发生。相关研究显示UPP通过调节Keapl/Nrfs-ARE信号转导通路影响砷致机体产生氧化应激机制。本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的组成、功能,及其在砷致氧化应激中的研究进展。     

泛素蛋白连接酶复合体KPC的研究进展

泛素蛋白酶体途径是真核生物体内最重要的蛋白质降解途径之一,其中,目标蛋白的泛素化过程涉及泛素激活酶、泛素结合酶和泛素蛋白连接酶(E3)。目标蛋白识别中起关键作用的是E3,Kip1泛素-促进复合体(KPC)是一种E3复合体,由KPC1和KPC2组成,KPC1在C端含有一个环指结构域作为催化亚基,是E3不可缺少的组成部分,KPC2含有一个类泛素结构域和两个泛素相关结构域。KPC广泛存在于真核生物中,在神经系统疾病、血液系统疾病、肿瘤疾病等方面起着重要的调控作用。     

靶向泛素化降解蛋白质技术的应用

利用真核细胞内泛素-蛋白酶体途径特异性降解蛋白质原理发展而来的靶向泛素化降解蛋白质技术,可通过合成融合蛋白E3或Protacs小分子,特异性敲减某种选定的蛋白底物.有望成为基因或蛋白功能研究的一种新方法,与DNA/RNA水平的基因沉默技术共同在基础和临床医学研究中发挥重要作用.     

泛素一蛋白酶体系统在血液肿瘤中的研究进展

泛素-蛋白酶体系统是真核细胞内重要的蛋白质质控系统,主要降解细胞内80%-90%泛素化的蛋白质,并调节炎症、细胞增生与分化、信号转导、细胞周期进程、转录调控、抗原提呈、免疫应答、细胞凋亡和DNA修复等各种细胞生物学功能。当泛素-蛋白酶体系统对靶蛋白的降解功能失常时,可以导致血液肿瘤的发生。研究泛素-蛋白酶体系统异常的特异性关键蛋白,将有可能发现血液系统肿瘤的新的诊断标志,为临床治疗提供新的分子靶点。     

泛素连接酶APC/C在细胞周期调控中的作用

一、APC/C在泛素途径中地位1.(anaphase promoting complex,cyclosome,APC/C)细胞周期后期促进复合物是由多个亚基组成的1.5MD的E3泛素连接酶,与细胞的有丝分裂和减数分裂有着密切的关系。APC/C复合物通过磷酸化和激活、抑制因子的调节来实现在不同细胞周期的阶段其底物泛素化的特异性。2.E3泛素连接酶是泛素反应三级级联中的第3步,首先泛素活化酶E1结合并活化泛素,随后将活化的泛素转移给泛素结合酶E2,然后E2与E3一起将泛素转移到底物的赖氨酸残基上,重复这个过程泛素就被不断地加到底物上。E3在不同的组分中变化很大,缺乏大范围…     

PROTACs在肿瘤治疗领域的研究与应用

【摘要】 蛋白水解靶向嵌合分子（protein proteolysis targeting chimeras,PROTACs）是一种可以直接降解靶蛋白的双功能嵌合体。PROTACs通过中间连接链将靶蛋白与E3泛素连接酶结合的配体连接起来,继而泛素化修饰靶蛋白,从而使其进入蛋白酶体途径降解。根据PROTACs的作用机理,可以设计合成靶向降解调控肿瘤发生发展相关蛋白的PROTAC分子,从而达到治疗肿瘤的效果。目前,多个靶向肿瘤相关蛋白（BET蛋白、TBK1、CDK4/6以及AR、ER等）的PROTAC分子已在体外和体内实验中表现出良好的作用效果,有望研究开发成为肿瘤靶向药物。本文将对PROTACs的发展及其在肿瘤治疗领域的应用进行述评。     

泛素蛋白连接酶E3介导的EMT在肿瘤浸润与转移中的作用

上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition EMT)是指上皮性质的细胞出现了间质细胞的特性,具有运动及转移能力.泛素-蛋白酶体系统是降解体内蛋白质的主要途径,在维持机体内蛋白质动态平衡方面起主要作用.本文就EMT的相关信号通路以及泛素蛋白连接酶E3介导EMT在促进肿瘤浸润与转移进行综述.     

神经调节素受体降解蛋白1的研究进展

泛素化是体内蛋白质降解的重要方式。泛素连接酶是泛素化过程中的关键酶。神经调节素受体降解蛋白1(Nrdp1)是一种新的泛素连接酶,具有泛素连接酶活性,Nrdp1可以通过泛素化降解或激活底物分子来发挥生物学功能。近年来发现Nrdp1通过降解Erb B3调节细胞增殖,与凋亡抑制蛋白相互作用介导细胞凋亡,通过泛素化降解髓样分化因子和激活干扰素调节因子抵抗炎症反应,且研究发现Nrdp1与肿瘤、中枢神经系统疾病、造血系统疾病和心血管系统疾病等的发生、发展密切相关。     

去SUMO化蛋白酶的生物学功能与作用基础研究

小泛素样修饰蛋白(SUMO)修饰是一种新发现的类泛素蛋白质修饰形式.SUMO修饰由活化酶E1、接合酶E2和连接酶E3等三个酶相继作用来完成.同时它又是一个动态的、可逆的过程,其去SUMO修饰的过程则是由SUMO特异性蛋白酶(SENP)家族来介导.在蛋白质SUMO修饰的动态过程中,SENP介导的去SUMO过程是决定其靶蛋白质SUMO修饰水平的一个主要因素,同时也是SUMOylation被调节的一个主要环节.SENP家族包括SENP1、SENP2、SENP3、SENP5、SENP6、SENP7等成员,每个成员具有不同的细胞内定位和底物特异性.虽然对其生化特性进行了大量研究,但SENP在参与的细胞生命活动过程中的作用并未十分了解.我们通过分析SENP1和SENP2基因敲除小鼠的表型,发现了SENP1通过正反馈机制调控缺氧-HIF1α和雄激素受体所介导的信号通路,从而在HIF1α与AR所参与的生理病理过程中发挥了重要作用.同时,我们发现SENP2通过调控PeG的活性,参与心脏的发育过程.这些结果表明SENP在调控其靶蛋白所参与的信号通路中发挥了重要作用.     

泛素-蛋白酶体系统与帕金森病

帕金森病(Parkiinson's disease,PD)是常见的神经系统变性疾病,发病率为160/10万.帕金森病的病理特点是中脑黑质多巴胺(DA)能神经元进行性地变性、脱失,残存的神经元内出现α-synuclein、Parkin、泛素等蛋白染色阳性的包含体(Lewy体).PD的病因及发病机制至今尚未明确,多数人认为是遗传因素和环境因素共同作用的结果.近来的研究发现,每一个已知的与家族性PD直接相关的基因突变都具有干扰泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)正常对蛋白降解的能力;同时,人们发现散发性PD患者黑质DA能细胞的蛋白酶体功能亦有异常.因此,人们已经开始将UPS作为不同的遗传性和散发性PD共同的发病因素[1].     

泛素-蛋白酶体系统与线粒体关系研究进展

泛素-蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞内特异性蛋白降解系统,参与多种生物学活动,包括细胞周期调控、信号转导、细胞凋亡、蛋白质转录及翻译等。UPS异常与人类许多恶性肿瘤、神经退行性病变、心血管疾病及糖尿病等疾病的发生、发展有关。UPS各组分已成为许多疾病的研究焦点。UPS与线粒体关系密切,不但参与线粒体蛋白质量控制、维持线粒体形态,而且直接介导线粒体自噬。     

慢性阻塞性肺疾病大鼠骨骼肌组织泛素系统基因及蛋白表达的变化

目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠骨骼肌组织内蛋白降解的信号分子泛素-蛋白酶体系统基因和蛋白表达的变化及意义。方法采用单纯熏香烟法复制COPD大鼠动物模型。Western印迹法测定大鼠伸趾长肌内蛋白酶体C2亚基蛋白的表达;逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测伸趾长肌内泛素和E2-14kmRNA表达变化。结果RT-PCR分析结果显示,伸趾长肌组织中泛素、E2-14k mRNA表达(积分光密度值)较对照组显著增加(P值均<0.05)。Western印迹法分析结果显示,伸趾长肌组织中蛋白酶体C2亚基蛋白的表达较对照组显著增强(P<0.05)。结论COPD大鼠骨骼肌泛素系统基因表达和蛋白表达显著增强,提示骨骼肌内泛素-蛋白酶体途径活性上调,是蛋白降解增强的原因之一。     

COPD大鼠膈肌组织泛素-蛋白酶体途径的研究

目的研究COPD大鼠膈肌组织内蛋白降解途径之一的泛素-蛋白酶体系统组成成分的变化及意义。方法采用单纯熏香烟法复制COPD大鼠动物模型。蛋白免疫印记（Westernblot）方法测定大鼠膈肌内E2-14k、蛋白酶体C8亚基的蛋白表达;逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术检测膈肌内泛素和蛋白酶体C2亚基的mRNA表达。结果Westernblot分析结果显示,COPD大鼠膈肌组织中E2-14k的蛋白表达较正常对照组显著增强（0.81±0.28比0.50±0.25,P〈0.05）,蛋白酶体C8亚基的蛋白表达变化不明显（P〉0.05）;RT-PCR分析结果显示,膈肌组织中泛素的mRNA表达（IOD值）较对照组显著增加（0.89±0.20比0.50±0.15,P〈0.05）,蛋白酶体C2亚基的mRNA表达与正常对照组比较无明显差异（P〉0.05）。结论COPD大鼠膈肌组织内泛素-蛋白酶体降解途径被激活,可能是引起蛋白降解的重要因素之一。     

MG-132对慢性肾衰大鼠治疗作用的初步研究

目的探讨蛋白酶体抑制剂在慢性肾衰竭大鼠中的治疗作用。方法采用部分肾动脉结扎加肾切除法复制慢性肾衰竭大鼠模型,RT-PCR法测定主动脉泛素、泛素结合酶mRNA的表达变化,光镜观察肾脏病理改变,酶法测定血肌酐、尿素氮及血脂变化。结果与对照组比较,单纯手术组大鼠肾小球明显硬化、间质纤维化、炎细胞浸润,血肌酐、尿素氮水平均显著升高,主动脉泛素Ub及泛素连接酶E2 mRNA表达水平也显著增加。蛋白酶体抑制剂MG-132治疗4-6个月后大鼠主动脉泛素Ub及泛素连接酶E2 mRNA表达显著降低,同时,病理检查显示肾脏间质纤维化和炎症浸润明显减轻,血肌酐、尿素氮升高水平也显著低于单纯手术组。结论泛素蛋白酶体信号通路活化在慢性肾功能衰竭病理进程中发挥了重要作用。