文/陳根
泛素(ubiquitin)是一類存在于真核生物中的小蛋白，由76個氨基酸組成，主要功能是標(biāo)記需要分解掉的蛋白質(zhì)。其也可以標(biāo)記跨膜蛋白，參與蛋白質(zhì)的膜泡運(yùn)輸。在細(xì)胞信號傳導(dǎo)，內(nèi)吞，以及DNA損傷修復(fù)中，非典型泛素鏈占據(jù)著重要地位。
泛素化是泛素分子在一系列特殊的酶作用下，將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)分類，從中選出靶蛋白分子，并對靶蛋白進(jìn)行特異性修飾的過程。這一過程一般是，泛素先由E1活化酶活化，然后被轉(zhuǎn)移到E2結(jié)合酶，最后由E2結(jié)合酶轉(zhuǎn)交給E3連接酶，再由E3連接酶找到蛋白底物完成泛素化修飾。
可以說，泛素化在蛋白質(zhì)的定位、代謝、調(diào)節(jié)和降解中扮演著關(guān)鍵角色。同時，它也參與著細(xì)胞增殖、凋亡、分化、轉(zhuǎn)移、損傷修復(fù)等眾多生命活動的調(diào)控。此外，泛素化與腫瘤、心血管等疾病的發(fā)病也密切相關(guān)。
作為近年來生物化學(xué)研究的一個重大成果，泛素化已然成為開發(fā)新藥物的熱門對象，其底物通常也被認(rèn)為是蛋白質(zhì)。但近日，英國劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，泛素化的底物竟然可以不是蛋白質(zhì)，脂多糖也可以。
研究人員利用泛素化酶（來自人類宿主細(xì)胞的提取物）以及不同菌株的細(xì)菌，設(shè)計了一個體外重建泛素化實驗。結(jié)果表明，人類宿主細(xì)胞在抗沙門氏菌感染時的泛素化底物是脂多糖，并且確定了泛素化修飾的具體位點(diǎn)是脂多糖上的脂質(zhì)A，作用位點(diǎn)則可能是羥基、磷酸基團(tuán)。
為了進(jìn)一步探究，研究人員對HeLa細(xì)胞裂解物進(jìn)行了分離純化以及質(zhì)譜分析。結(jié)果顯示，蛋白質(zhì)RNF213就是以脂多糖為泛素化底物的E3連接酶。至于RNF213，其是一種新型(591kDa)E3泛素連接酶，它的E3連接酶活性結(jié)構(gòu)域包括RZ結(jié)構(gòu)域、RING結(jié)構(gòu)域和動力蛋白樣的AAA+結(jié)構(gòu)域。
其中RING結(jié)構(gòu)域的缺失對RNF213的E3連接酶活性沒有明顯影響，相比之下，AAA+結(jié)構(gòu)域和RZ結(jié)構(gòu)域?qū)ζ銭3連接酶活性則至關(guān)重要。換句話說，RNF213作為E3連接酶以脂多糖為泛素化底物，參與了細(xì)胞抗細(xì)菌感染中由泛素化修飾介導(dǎo)的自噬機(jī)制。
值得一提的是，RNF213在將泛素連接到脂多糖分子上之后，還能夠通過另一種E3連接酶進(jìn)一步放大泛素化信號，以促進(jìn)沙門氏菌的自噬清除。未來，這個發(fā)現(xiàn)有望拓寬泛素化藥物的研發(fā)思路。
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