表观遗传的sumo修饰
SUMO化修饰的研究进展

SUMO化修饰的研究进展作者:初冰禹先来源:《天津农业科学》2013年第10期摘要: SUMO是一类重要的类泛素蛋白,SUMO化修饰作为一种蛋白质翻译后修饰,广泛参与生物体的生命活动,具有极其重要的功能。
笔者对SUMO的分类、SUMO化循环及其功能进行了简明的阐述。
关键词:SUMO分子;SUMO化循环;翻译后修饰中图分类号:Q946.1 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.007蛋白质翻译后的修饰作用是蛋白质功能调节的关键信号通路。
最常见的翻译后修饰是泛素化,其作用是在蛋白质翻译后,通过将泛素分子结合到靶蛋白上,形成多聚泛素链, 26S蛋白酶体可以识别泛素链上的靶蛋白。
SUMO(small ubiquitin—related modifier,SUMO)是近年来研究热门的一种类泛素小分子[1],是泛素样蛋白家族中的一员,在二级三级结构上与泛素高度相似,但是功能却与泛素不同,SUMO与底物蛋白结合后调节蛋白功能[2]。
1 SUMO分类SUMO在物种进化过程中高度保守,其分子量较小,存在于真核生物的细胞中。
目前,在低等真核生物中,只存在一种SUMO基因,即SUMO-1;在脊椎动物中,至少存在3种SUMO基因;在哺乳动物中,目前已发现4种SUMO基因,分别为SUMO-1,SUMO-2,SUMO-3和SUMO-4。
潜在的SUMO结合保守基序存在于SUMO-2,SUMO-3和SUMO-4的氨基端,而SUMO-1则不存在,但可以结合在SUMO-2,SUMO-3链的末端。
4种SUMO分子在生物体内的分布及细胞中的分布各不相同,各自的功能也不相同。
SUMO的许多底物都含有SUMO结合保守基序ψKxE(ψ代表疏水性氨基酸,x代表任意的氨基酸,K即为SUMO共价结合位点,E为谷氨酸)[3],同时,还具有核定位信号(nuclearlocalizationsignal,NLS)。
蛋白质SUMO化修饰的蛋白质组学研究述评

Vol.41No.1Jan.2021上海交通大学学报(医学版)JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY(MEDICAL SCIENCE)蛋白质SUMO化修饰的蛋白质组学研究述评熊强强1,屠俊2,李郡如2,3,程金科2,左建宏1#,陈亚兰2#1.南华大学衡阳医学院转化医学研究室,衡阳421001;2.上海交通大学基础医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;3.上海交通大学医学院2016级临床医学八年制,上海200025[摘要]小分子泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)化修饰在真核细胞中广泛存在,参与了多种信号转导和代谢途径。
规模化鉴定SUMO化修饰蛋白质有助于从整体角度揭示SUMO化修饰的功能和作用机制。
目前,有关SUMO化修饰位点的鉴定难度较大,如何规模化研究蛋白质的SUMO化修饰尚未有定论。
基于此,该文系统分析了哺乳动物细胞中开展SUMO化修饰蛋白质组学的研究工作,并在总结其研究方法和成果的基础上,对SUMO的突变模式和富集方式进行详细分析,进而归纳出针对细胞和组织样品进行SUMO化修饰位点系统化鉴定的理想方法。
[关键词]小分子泛素相关修饰物;小类泛素化修饰;蛋白质组学;质谱[DOI]10.3969/j.issn.1674-8115.2021.01.016[中图分类号]Q5-33[文献标志码]AReview of proteomic study of protein SUMOylationXIONG Qiang-qiang1,TU Jun2,LI Jun-ru2,3,CHENG Jin-ke2,ZUO Jian-hong1#,CHEN Ya-lan2#1.Research Lab of Translational Medicine,Hengyang Medical School,University of South China,Hengyang421001,China;2.Shanghai Key Laboratory for Tumor Microenvironment and Inflammation;Department of Biochemistry and Molecular Biology,Shanghai Jiao Tong University College of Basic Medical Sciences,Shanghai 200025,China;3.Eight-year Specialty of Grade2016Clinical Medicine,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai200025,China[Abstract]Small ubiquitin-related modifier(SUMO)exists widely in all eukaryotic cells,which is involved in many signal transduction and metabolism pathways.Systematic identification of SUMOylated proteins is helpful to reveal the function and mechanism of SUMOylation from an overall perspective.At present,it is difficult to identify the SUMOylation sites,and how to study the SUMOylated proteins on a large scale has not been determined.This paper systematically analyzes the proteomic studies of protein SUMOylation in mammalian cells.On the basis of summarizing the research methods and achievements,the mutation mode and enrichment mode of SUMO are analyzed in detail,and then the ideal methods for systematic identification of SUMOylation sites in cells and tissues are concluded.[Key words]small ubiquitin-related modifier(SUMO);SUMOylation;proteomics;mass spectrometry蛋白质翻译后修饰的存在极大丰富了蛋白质的多样性,而且为蛋白质响应刺激和发挥功能提供了精密的调控方式。
小分子泛素相关修饰物SUMO融合外源蛋白表达的研究进展

文章编号:2096-0387 (2018) 03-0152-03第4卷第3期 生物化工Vol.4 No.32018 年 6 月Biological Chemical EngineeringJun. 2018小分子泛素相关修饰物SUM O 融合外源蛋白表达的研究进展荣雅昕,王英超'张耀方,卢顺娇,周倩,陈慧慧(天津农学院基础科学学院,天津300384)摘要:S U M 0 (类泛素蛋白修饰分子)是一类具有高度保守序列的低分子量蛋白。
作为融合标签在蛋白质的融合表达得到 了广泛应用。
本文对SUM0融合表达系统的优点进行概述,并综述了其在原核生物和真核生物外源蛋白融合表达的研究情况。
关键词:融合外源蛋白;SU M 0;研究进展 中图分类号:Q786文献标志码:AResearch Progress on the Fusion of Foreign Protein by Small Molecule Ubiquitin PeptideRong Ya -xin , Wang Ying-chao , Zhang Yao -fang , Lu Shun -jiao , Zhou Qian,Chen H ui-hui(College of Basic Science , Tianjin Agriculture University , Tianjin 300384)Abstract : SUMOwas a class of low molecular weight proteins with highly conserved sequences . As a fusion label , the fusion expression of protein has been widely used . In this paper , the advantages of SUMO fusion expression system were summarized and the progress in the fusion expression of exogenous proteins in prokaryotes and eukaryotes was reviewed .Key words : Fusion of exogenous protein;Small ubiquitin-related modifer;Research progressSUMO 是存在于真核生物中起相关修饰作用的 一类蛋白质,具有调节蛋白转运、相互作用,维持基 因完整性等多种功能[1_3]。
细胞生物学-13表观遗传学

表观遗传学
第十二章
表观遗传学
第十二章
组蛋白化学修饰
表观遗传学
第十二章
表观遗传学
第十二章
表观遗传学
组蛋白修饰种类: 乙酰化-- 一般与活化的染色质构型相关联,乙酰化修 饰大多发生在H3、H4的 Lys 残基上。
甲基化-- 发生在H3、H4的 Lys 和 Asp 残基上,可以 与基因抑制有关,也可以与基因的激活相关,这往往 取决于被修饰的位臵和程度。 磷酸化-- 发生与 Ser 残基,一般与基因活化相关。
第十二章
表观遗传学
核小体定位是核小体在DNA上特异性定位的现象。核 小体核心DNA并不是随机的,其具备一定的定向特性。 核小体定位机制: 内在定位机制:每个核小体被定位于特定的DNA片断。 外在定位机制:内在定位结束后,核小体以确定的长
度特性重复出现。
核小体定位的意义: 核小体定位是DNA正确包装的条件。 核小体定位影响染色质功能。
第十二章表观遗传学来自Epigenetics is an advanced biological system that selectively utilizes genomic information and is involved in various fundamental phenomena. Specifically, it puts emphasis on the regulation of gene expression, through DNA methylation, chromatin, and post-translational modification of proteins such as histones. Arrows indicate possible functional interactions between them. DNA hypermethylation, histone hypoacetylation and inactive chromatin repress transcription. In contrast, a transcriptionally active condition may encourage DNA hypomethylation, histone hyperacetylation and active chromatin. Also, a particular chromatin structure may be required for establishing DNA methylation .
植物SUMO化修饰及其生物学功能

植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2008, 25 (5): 608−615, www.chinbullbotany.com收稿日期: 2008-03-17; 接受日期: 2008-07-06基金项目: 国家自然科学基金(No.30770201)和广东省科技攻关项目(No.2007B020701005)*通讯作者。
E-mail: yangchw@scnu.edu.cn.专题介绍.植物SUMO化修饰及其生物学功能 徐庞连, 曾棉炜, 黄丽霞, 阳成伟*华南师范大学生命科学学院, 广东省植物发育生物工程重点实验室, 广州 510631摘要 SUMO化修饰是细胞内蛋白质功能调节的重要方式之一。
植物中的SUMO化修饰途径由SUMO分子和SUMO化酶系组成。
SUMO化修饰是一个可逆的动态过程。
SUMO前体蛋白在SUMO特异性蛋白酶的作用下成熟, 随后通过SUMO活化酶、SUMO结合酶和SUMO连接酶将靶蛋白SUMO化, 最后SUMO特异性蛋白酶将SUMO与靶蛋白分离, 重新进入SUMO化循环。
初步研究表明, 植物SUMO化修饰参与植物花期调控、激素信号转导、抗病防御以及逆境应答等生理过程。
关键词 生长发育, 植物, 胁迫, SUMO化修饰徐庞连, 曾棉炜, 黄丽霞, 阳成伟 (2008). 植物SUMO化修饰及其生物学功能. 植物学通报 25, 608−615.翻译后修饰是蛋白质发挥生物学功能的重要调节机制, SUMO化修饰是其中一种重要的形式。
SUMO(small ubiquitin-like modifier, 小泛素相关修饰物)是一类结构上与泛素相似, 广泛存在于真核生物中的保守蛋白家族。
SUMO化修饰通过异肽键与靶蛋白连接, 介导靶蛋白分子定位和功能调节。
SUMO化修饰参与广泛的细胞内代谢途径, 在核质运输、信号转导、转录调控、DNA损伤修复、细胞周期调控、离子通道及生物节律等方面均发挥着重要作用(陈泉和施蕴渝,2004)。
表观遗传学

❖ SUMO化修饰是指SUMO共价结合由于靶蛋白的赖 氨酸残基上,类似但不同于泛素化,泛素化与蛋白 质降解有关,而SUMO化与转录调节及凋亡有关。通
常以非活性前体存在,在酶的作用下暴露出C端的双 甘氨酸残基才成为成熟的SUMO,在ATP作用下,经 SUMO活化酶E1,结合酶E2,连接酶E3的作用与靶蛋白底 物偶联。
表观遗传现象/修饰
❖ DNA甲基化(DNA methylation) ❖ 基因组印迹(genome imprinting) ❖ X染色体失活(X chromosome inactivation) ❖ 组蛋白的多种修饰如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、
SUMO化,组蛋白变体等。 ❖ 染色质重塑(chromatin remodeling) ❖ 基因沉默(gene silencing) ❖ 假基因(pseudogene) ❖ RNA编辑(RNA editing) ❖ RNA干扰(RNA interference)
❖ 主要发生在赖氨酸(K)或精氨酸(R)上
❖ HKMTs(histone lysine methyltransfeas)和 PRMTs(histone arginine methyltransfeas)
❖ 分子效应:增加赖氨酸上的疏水力
❖ 生物学功能:a)基因转录活化
❖
b)基因转录沉默
❖
c) X染色体失活
CpG岛
The Characteristics of CpG islands
❖ CpG岛主要位于基因的启动子区,只有少量位于 基因的第一外显子区。
❖ CpG岛一般是非甲基化的。管家基因(housekeeping gene)的启动子区富含CpG岛,并保持 非甲基化状态。组织特异性基因的启动子CpG含 量少,但常常甲基化。
蛋白质SUMO化修饰研究进展

SUMO 蛋白分布广 泛, 存在 于各 种真核 生物 细胞 中, 在芽殖酵母、线 虫、果蝇及培 养的脊 椎动物细 胞中 都有表达。但酵 母、线虫、果蝇 只存 在 一种 SUMO 基 因, 而在植物和脊 椎动物 体内包 含几 种不同 的 SUMO 基因。人类基因 组就编码了 四种不 同的 SUMO 蛋白, 分别为: SUMO1 (又称 P IC1, UBL1, sen trin, GMP1 或 SMT3C )、SUMO 2 (又 称 SMT3A 或 sen trin-3 )、SUMO 3 (又称 SMT3B或 sentrin-2)和 SUMO4。其中 SUMO 1~ SUMO 3在各种组织中均有表达, 而 SUMO 4则主要在肾 脏、淋巴结和脾脏中表达 [3 ]。
2 SUM O 化修饰的底物特点
到目前为止, 研究发 现能与 SUMO 结合被其 修饰 的蛋 白 有百 余 种, 例如 R anGAP1, PML, Sp100, IJ BA, p53 和 c-Jun等。通过对这些 SUMO 化靶分子的结构分 析发现, 它们大都包含一段短的的一致性序列 7 KXE, 其中 7 代表一个大的疏水性氨基酸, 通常是异亮氨酸、 亮氨酸或缬 氨酸、甲硫 氨酸 或苯 丙氨 酸; K 代 表赖 氨
表观遗传学第三章组蛋白修饰

r Methyl
r Phosphoryl
r Ubiquitin
生
物
w
秀
w
- 专 w
.b
心 bi
做 oo
生 .c
物 om
5mC
H4 乙酰化 Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
H3 乙酰化
生
物
w
KIX, phospho-CREB interacting module; Q, glutamine-rich domain. 具有保守的HAT结构域 Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
生
物
w
秀
w
- 专 w
.b
心 bi
做 oo
生 .c
Bax Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
Ku70
乙酰化
在线粒体上打 洞,促使凋亡
Bax
生
物
w
秀
w
- 专 w
.b
心 bi
做 oo
生 .c
物 om
Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
做 oo
生 .c
物 om
Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
Sirtuins
r 1. NAD-dependent protein deacetylase r 2. NAD: 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 r 3. ADP-ribosyl-transferase09
生 .c
10
蛋白质SUMO化修饰研究进展及其临床应用价值

泛素化而言,二者反应途径中涉及到的酶迥然不同。激活
E1 在泛蛋白化途径中表现为单体蛋白 ,在 Uba1 SUMO 化修
饰中是由 2 个亚基组成的异源二聚体。在酵母细胞中 E1 为
具有腺苷酸化功能的 Aos1 和硫酯酰化能力的 Uba2,其结构
分别对应 Uba1 的 N 端和 C 端,而在哺乳动物中为 SAE1/
的核小体调节剂,但仍需进一步的研究来确证 SUMO5 是翻
译的内源性蛋白质 。 [6]
根据序列比对结果表明,所有的 SUMO 蛋白 C 端都具有
双甘氨酸的断裂/ 连接位点和保守的泛素结构域,N 端延伸
区域富含蛋白质、甘氨酸和带电荷氨基酸,从而为特异的蛋
白质—蛋白质间的相互作用提供结构基础[7]。在亚型上,
2.1 SUMO 化途径 SUMO 化是 SUMO 蛋白参与的与泛素
化修饰相似的一种共价修饰,即 SUMO 的末端双甘氨酸
(Gly)构型与底物蛋白赖氨酸(Lys)的 E氨基之间形成 1 个
异肽键 。整 [10] 个 SUMO 化过程分为以下几个步骤:(1)成
熟:非活性的 SUMO 前体水解数个氨基酸(AA)以暴露 C 末
用下,SUMO 的甘氨酸与底物的赖氨酸侧链结合 。 [11] SUMO
化修饰是一个动态可逆的过程,在 SUMO 化酶(SENP)的作
用下,异肽键断裂,SUMO 从靶蛋白上切除,重新进入 SUMO
循环,即为去 SUMO 化。
2.2 蛋白质 SUMO 化修饰的特点 SUMO 对底物蛋白的修
饰过程涉及包括 , E1 E2 和 E3 的一系列酶促级联反应,但较
小泛素相关修饰物 ( ,
small ubiquitinrelated modifiers
SUMO化修饰对维持基因组稳定性的作用

• 60 •国际遗传学杂志2021年2月15日第44卷第1期丨ntj Genet Feh.15 ,2021,Vol.44, No. 1• •SUMO化修饰对维持基因组稳定性的作用王雨思u张祎u2计薇u2吴杰〃1哈尔滨医科大学医学遗传学研究室150081; 2中国遗传资源保护与疾病防控教育部重点实验室(哈尔滨医科大学)150081通信作者:吴杰,Email:wujie@【摘要】基因组的稳定性是细胞正常生长、发育等过程的必须条件。
当D N A复制过程中出现损伤,进行及时的应答与修复对于维持基因组稳定性至关重要。
在DNA损伤应答的过程中,翻译后修饰对于蛋白的调控与维持基因组稳定性及完整性具有重要意义。
本文将对在DNA损伤修复应答过程中SUMO化修饰的研究进展进行阐述。
【关键词】SUMO化修饰;DNA损伤修复基金项目:国家自然科学基金(81301751 );黑龙江省博士后科研启动资助(LBH-Q16163);哈尔滨医科大学伍连德科学青年基金(WLD-QN201701 )DOI:10.3760/231536-20200820-00073The role of SUMO modification in maintaining genomic stabilityWang Yusiu, Zhang Ti1'2, Ji Wei12, Wu Jieu1L aboratory o f M edical Genetics, Harbin Medical University, Harbin 150081, China, 2K ey Laboratory o f P reservation o f H uman Genetic Resources and Disease control in China (Harbin Medical University), Ministry o fEducation, Harbin 150081, China.Corresponding author: WuJie, Email: ***************[Abstract ] Genomic stability plays an essential role in the process of growth and development.When damage occurs during DNA replication, prompt response and repair are critical to maintain the stability of genome. Studies have shown that post-translational modification plays an important role in regulatingproteins and maintaining genomic stability and integrity during DNA damage response. In the present paper, the research progress of sumoylation in response to DNA damage repair is reviewed.【Key words 】Sumoylation; DNA damage repairFund program:National Natural Science Foundation of China (81301751); Postdoctoral Scientific Research Development Fund of Heilongjiang Province (LBH-Q 16163); Wu Lien-Teh Youth Science Foundation of Harbin Medical University (WLD-QN 201701).DOI :10.3760/231536-20200820-00073在DNA复制过程中,对遗传物质的精准控制 是维持基因组稳定性的必要条件。
SUMO化修饰对卵母细胞染色体非整倍性的影响

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表观遗传学测序__总结

表观遗传学测序__总结Bioinformatics Analysis of Next-Generation Sequencing Data – Epigenome and Chromatin Interactome要点:Enhancers are marked by multiple modificationsCharacteristic histone methylation patterns at active genes涉及的相关技术:NGSEpigeneticsCHIP-Seq3CNGS(Next-Generation Sequencing)的原理:最近市⾯上出现了很多新⼀代测序仪产品,例如美国Roche Applied Science公司的454基因组测序仪、美国Illumina公司和英国Solexa technology公司合作开发的Illumina测序仪、美国Applied Biosystems公司的SOLiD测序仪、Dover/Harvard公司的Polonator测序仪以及美国Helicos公司的HeliScope单分⼦测序仪。
所有这些新型测序仪都使⽤了⼀种新的测序策略——循环芯⽚测序法(cyclic-array sequencing),也可将其称为“新⼀代测序技术或者第⼆代测序技术”。
所谓循环芯⽚测序法,简⾔之就是对布满DNA样品的芯⽚重复进⾏基于DNA的聚合酶反应(模板变性、引物退⽕杂交及延伸)以及荧光序列读取反应。
2005年,有两篇论⽂曾对这种⽅法做出过详细介绍。
与传统测序法相⽐,循环芯⽚测序法具有操作更简易、费⽤更低廉的优势,于是很快就获得了⼴泛的应⽤。
传统的Sanger测序法及新⼀代DNA测序技术⼯作流程图 (a)⾼通量鸟枪Sanger测序法。
⾸先基因组DNA被随机切割成⼩⽚段分⼦,接着众多⼩⽚段DNA被克隆⼊质粒载体,随后转化到⼤肠杆菌中。
最后培养⼤肠杆菌提取质粒,进⾏测序。
蛋白质SUMO化修饰循环通路在胚胎发育中的作用

蛋白质SUMO化修饰循环通路在胚胎发育中的作用张孝玲;郑军【摘要】SUMO modification is a reversible post-translational regulation of proteins. It resembles the three-dimensional structure of ubiquitin, but different functional outcomes derive from these two types of modification. It targets a variety of proteins within the nucleus, in the plasma membrane and cytoplasm of the cell. Numerous developmental proteins, including transcription factors and epigenetic regulators, have been identified as sumoylation substrates. It is covalently conjugated with specific lysine sites on target proteins through E1 activating enzymes, E2 binding enzymes and E3 ligase, and plays a regulatory role in cell function, such as controlling cell cycle, regulating transcription, regulating subcellular localization, etc. In recent years, several researches have uncovered many significant functions of the sumoylation in the early life of embryonic development. In the process of embryonic development, sumoylation involved in many molecular events in multiple aspects of the regulation of embryonic development, such as maintaining chromosome integrity and isolation, control of centromere aggregation and regulation of germ cell development and meiotic maturation etc. The review will generalize current information as to the function of sumoylation in the embryonic development. However, as the study has just been started, the full physiological function of the SUMO loop pathway in embryonic development remains to be further studied.%小分子泛素样调节蛋白(smallubiquitin-related modifier,SUMO)化修饰是一种可逆的蛋白质翻译后调节形式.SUMO与泛素结构相似,但功能迥异.SUMO底物可定位于细胞核、细胞膜及细胞质,绝大多数为转录因子和表观调节子.SUMO通过E1激活酶、E2结合酶和E3连接酶与靶蛋白上特定的赖氨酸位点共价结合,调节细胞功能,如控制细胞周期、调控转录、调节亚细胞定位等.近年许多研究证明,SUMO化修饰在早期胚胎发育中发挥重要作用.在胚胎发育过程中,蛋白质SUMO化修饰参与调控胚胎发育的多个环节中的多个分子事件,如维持染色体的完整性、分离控制着丝点聚集、调控生殖细胞发育及减数分裂成熟等.总结最新的研究成果,概括SUMO化修饰在胚胎发育中的作用.但由于该项研究刚刚起步,SUMO化循环通路在胚胎发育中的全部生理学功能仍有待进一步研究.【期刊名称】《国际妇产科学杂志》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】5页(P605-609)【关键词】泛素;胚胎发育;蛋白质修饰,转译;小分子泛素样调节蛋白【作者】张孝玲;郑军【作者单位】300100 天津医科大学学院中心妇产科临床学院;300100 天津医科大学学院中心妇产科临床学院【正文语种】中文小分子泛素样调节蛋白(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是一类结构及级联酶促反应与泛素化相似但功能迥异的小分子蛋白家族。
SUMO化修饰在脑缺血、缺氧中的作用

SUMO化修饰在脑缺血、缺氧中的作用刘毅; 白耀武; 马晓芳; 陈金生【期刊名称】《《河北联合大学学报(医学版)》》【年(卷),期】2019(021)006【总页数】5页(P500-504)【关键词】SUMO; 脑缺血缺氧; 应激【作者】刘毅; 白耀武; 马晓芳; 陈金生【作者单位】华北理工大学研究生学院河北唐山 063210; 唐山市妇幼保健院河北唐山 063210; 天津市第五中心医院中心实验室【正文语种】中文【中图分类】R74蛋白质结合小泛素样修饰蛋白(SUMO)的过程,称为蛋白质的SUMO化(SUMOylation),其可广泛参与细胞生理活动的调节,在应激条件下SUMOylation是一种重要的自我保护机制。
由于缺乏氧气和能量储备,中枢神经系统和神经元特别容易受到缺血、缺氧的影响。
SUMOylation可在大脑缺血缺氧后迅速增加,因此被认为是一种内源性神经保护机制。
本文就SUMOylation在中枢神经系统缺血、缺氧条件下的功能作一综述,旨在为临床治疗脑缺血缺氧提供新的思路和靶点。
SUMO是一类结构与泛素化相似但功能和调节方式迥异的小分子蛋白家族。
目前为止已经发现了数百种SUMO作用靶点,广泛存在于细胞核、细胞质、线粒体和细胞膜中。
SUMO的大多数靶点是转录因子、共激活因子或抑制因子,参与细胞活动的各个方面,包括染色质构建、DNA损伤修复、物质转运、信号传导、细胞周期调控和线粒体活性调节等[1]。
越来越多的证据表明SUMOylation作为内源性神经保护机制的重要性,尤其在缺血、缺氧性脑损伤中发挥着重要的作用[2,3]。
1 SUMO可逆性循环通路1.1 蛋白质的SUMO化修饰表观遗传是指不发生基因水平变化而通过蛋白质翻译后修饰改变胞内蛋白的数量和功能,是细胞对病理生理刺激作出的快速有效反应方式。
除了磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化之外,SUMO与靶蛋白的可逆性结合参与了真核细胞中的诸多生命进程[1]。
SUMO化蛋白质组学

百泰派克生物科技
SUMO化蛋白质组学
类泛素蛋白修饰分子是一类小分子蛋白,该小分子蛋白可以在酶的作用下通过级联反应共价结合到其他蛋白质上,即发生类泛素化修饰(Small ubiquitin-like modifier,SUMO)。
类泛素化修饰是一种常见的蛋白翻译后修饰,在许多真核生物的细胞质和细胞核中常有发生。
与泛素化修饰相比,SUMO化修饰不会介导靶向蛋白质进行蛋白水解,而是参与其他调节其他生物学过程,如蛋白稳定性、核-胞浆转运、亚细胞定位、转录调控、细胞周期等。
类泛素化蛋白质组学就是专门研究发生了类泛素化修饰的蛋白质,主要包括泛素化修饰的定性和定量鉴定,以及蛋白质发生某种泛素化修饰后的生物功能变化情况。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC纳升色谱,提供蛋白质SUMO化分析服务技术包裹,您只需要将您的实验目的告诉我们并将您的样品寄给我们,我们会负责项目后续所有事宜,包括蛋白提取、蛋白酶切、泛素化肽段富集、肽段分离、质谱分析、质谱原始数据分析、生物信息学分析。
SUMO化修饰在肿瘤发生中的作用

SUMO化修饰在肿瘤发生中的作用摘要SUMO化(类泛素化,SUMOylation)是一种翻译后修饰,即小类泛素化修饰物(SUMO)与靶蛋白共价、可逆性地结合过程。
在哺乳动物中,SUMO现发现有四种亚型,即SUMO-1,-2,-3和-4。
SUMO蛋白在细胞核组织和细胞活性的调控中起重要作用。
SUMO在肿瘤发生相关过程中表达量显著提高,诸如细胞生长、分化、衰老、氧化应激以及凋亡。
但是SUMO化修饰在癌症肿瘤发展中的作用尚不清楚。
因此,本综述将阐述SUMO化修饰在肿瘤发展中的可能作用,并强调SUMO化修饰作为细胞周期调节蛋白的影响,以及对于肿瘤临床治疗前景的提示。
值得注意的是,在不同肿瘤组织中,SUMO表达量、SUMO化靶蛋白以及SUMO化通路功能会有所不同。
关键词SUMO,肿瘤,泛素1. 引言SUMO化(类泛素化,SUMOylation)是一种翻译后修饰,即小类泛素化修饰物(SUMO)与靶蛋白共价、可逆性地结合。
最初研究发现了SUMO的四种亚型,即SUMO-1、-2、-3以及-4。
这些蛋白质大小约12kDa,三维结构与泛素(ubiquitin)相似。
与泛素不同的是,SUMO蛋白在N端结构域有一个10-25个氨基酸的尾部。
SUMO,作为类泛素蛋白(Ubl, ubiquitin-like proteins)家族的一员,与泛素有20%的相似性,SUMO-2和-3有95%的相似性,常被称作SUMO-2/3,二者与SUMO-1有50%的相似性。
SUMO最早在哺乳动物中被发现,被认为是一种与GTP酶激动蛋白RanGAP1共价结合的蛋白。
本综述总结了SUMO化修饰的主要特征,重点阐述了SUMO化修饰在肿瘤发展中的作用的相关最新研究进展。
1.1. SUMO 及其功能SUMO与泛素竞争与底物的结合,因此蛋白的SUMO化修饰并不会导致蛋白酶体性降解。
SUMO 在一些过程中起重要作用,包括蛋白质稳定性的保持、转录调控、特定转录因子(如糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor , GR)、Myb、CAAT/增强子结合蛋白(CAAT/enhancer binding protein, C/EBP)与SP3)的修饰。
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a SUMO1
–IR
53BP1
Merge b SUMO1
53BP1 d SUMO1
53BP1 e SUMO2/3 53BP1
siLuc
siLuc
+IR
HA-SUMO1 53BP1
HA-SUMO1 53BP1 +IR
Merge
SUMO2/3 53BP1
MDC1
MDC1
HA–SUMO3 53BP1 +IR
Merge
HA–SUMO3 53BP1
c RFP–SUMO1 GFP-UBC9 RFP–SUMO2 GFP–UBC9
siCtIP siBRCA1 si53BP1 siMDC1
siCtIP siBRCA1 si53BP1 siMDC1
Figure 1 | SUMOs and UBC9 accumulate at DNA-damage sites by mechanisms requiring MDC1, 53BP1 and BRCA1. a, U2OS cells or U2OS cells transfected with HA–SUMO1 or HA–SUMO3 were irradiated (5 Gy; 1IR) or mock-irradiated (2IR) and probed. b, As in a but with laser
Mammalian cells express SUMO1 and the highly-related proteins SUMO2 and SUMO3 (SUMO2/3). These somewhat functionallyredundant proteins12 are structurally related to ubiquitin and are covalently attached to target proteins by a SUMO-conjugation system consisting of an E1 activating enzyme (SAE1/SAE2), an E2 ligase (UBC9, also known as UBE2I) and various E3 ligases with differing target-protein specificities3,4. Involvement of the SUMO pathway in aspects of the DDR was previously reported (for review, see ref. 5). Notably, we found that, whereas SUMO1 exhibited pan-nuclear staining in untreated human cells, four hours after ionizing radiation treatment, it formed nuclear foci that largely co-localized with 53BP1, suggesting them to be IRIF (Fig. 1a). Similarly, transfected haemagglutinin (HA)-epitope-tagged SUMO1 and SUMO3 formed IRIF (Fig. 1a; SUMO2/3 foci that do not co-localize with 53BP1 presumably reflect SUMO conjugates in other structures, including PML bodies). Next, we employed laser micro-irradiation to induce DNA-damage tracts (laser-lines) in living cells13,14. This showed that endogenous SUMO1 and SUMO2/3 (the antibody does not discriminate between these), together with HA–SUMO1 and HA–SUMO3, accumulated in laser-lines (Fig. 1b). Moreover, live imaging of cells containing greenfluorescent-protein (GFP)-tagged 53BP1 or red-fluorescent-protein (RFP)-tagged SUMO1, SUMO2 or SUMO3 showed that all exhibited similar recruitment kinetics: accrual being detectable five minutes after micro-irradiation, peaking in intensity at two to four hours
935 ©2009 Macmillan Publishers Limited. AllTERS
NATURE | Vol 462 | 17 December 2009
and then gradually diminishing (Supplementary Figs 1a–c, 2a and b). Furthermore, we observed SUMO1 and SUMO2/3 accumulation with varying intensities in both G1 and S/G2 cells (Supplementary Fig. 2c). Consistent with SUMOylation actively occurring at damage sites, UBC9 (the only known SUMO E2) accumulated at damaged regions with similar kinetics to SUMO (Fig. 1c and Supplementary Figs 1b, 1d and 2d). Furthermore, we observed faint recruitment of the SUMO E1 component, SAE1, to laser-lines (data not shown), in accord with SAE1 recently being identified as a potential ATM/ATR target15.
Vol 462 | 17 December 2009 | doi:10.1038/nature08657
LETTERS
Mammalian SUMO E3-ligases PIAS1 and PIAS4 promote responses to DNA double-strand breaks
Yaron Galanty1, Rimma Belotserkovskaya1, Julia Coates1, Sophie Polo1, Kyle M. Miller1 & Stephen P. Jackson1
micro-irradiation. c, U2OS cells co-transfected with GFP–UBC9 and RFP–SUMO1 or RFP–SUMO2 were micro-irradiated and live cells imaged after 20 min. d, e, U2OS cells transfected with siRNAs were laser micro-irradiated and probed. For siRNA depletions, see Fig. 3e and Supplementary Fig. 10a.
In line with SUMO accumulation in IRIF and laser-lines representing responses to DSBs, such accumulation was reduced when cells were pre-incubated with KU-55933, a specific ATM inhibitor16 (Supplementary Fig. 3a), whereas accumulation of SUMO1, and to a lesser extent SUMO2/3, was enhanced by depletion of CtIP or MMS21 (also known as NSMCE2), which promote DNA repair17,18 (Figs 1d, e and Supplementary Figs 4a, b; see Fig. 3e for CtIP depletion and Supplementary Fig. 10 for other depletions). Furthermore, we observed markedly reduced SUMO1 and SUMO2/3 accumulation at damaged sites in cells that were defective in RNF168 or had been treated with short-interfering RNAs (siRNAs) to deplete MDC1 or RNF8 (Figs 1d and 1e, and Supplementary Figs 3b and 3c). Because MDC1, RNF8 and RNF168 control the retention of 53BP1 and BRCA1 at DNAdamage sites7–9,11,19–23, we tested whether depleting these factors
1The Wellcome Trust and Cancer Research UK Gurdon Institute, and Department of Biochemistry, University of Cambridge, Tennis Court Road, Cambridge CB2 1QN, UK.