调控蛋白质自身泛素化和去泛素化的酶系统机体应答的分子机制研究

调控蛋白质自身泛素化和去泛素化的酶系统
机体应答的分子机制研究
泛素（Ubiquitin）是一种小分子蛋白质，其主要的生物功能是对蛋白质进行降
解或者递交给信号途径参与调控细胞的许多重要过程，如细胞周期、DNA修复、
内外分泌等。

泛素附着在废物蛋白上并将其送往蛋白酶体消化，这个系统被称之为泛素-蛋白酶体降解通路（Ubiquitin-Proteasome System，UPS）。

蛋白质去泛素化
也是非常重要的生物过程，通常可以将去泛素化（Deubiquitination，DUB）和去泛素链水解（Deubiquitinase，DUB）视为同义词。

蛋白质泛素化和去泛素化的平衡状态对于多种生物学过程的正常进行非常重要。

然而，泛素化和去泛素化的酶的活性和表达受到多种生理和病理条件的调节。

因此，对蛋白质泛素化和去泛素化酶系统的研究一直是生物学研究的热点之一。

泛素化和去泛素化酶的调控方式非常独特和复杂。

近年来，许多调控蛋白质泛
素化和去泛素化酶的因素和机制被发现，并不断解码。

其中，下面几大类的机制起着重要作用：
1.泛素化和去泛素化酶的调控通过翻译后修饰
通常在泛素化和去泛素化酶的翻译后，会出现翻译后修饰，如磷酸化、泛素化等，这些修饰会影响酶的活性和稳定性。

例如，磷酸化和泛素化对DUB USP7的
稳定性和活性有直接的影响。

此外，同样的修饰也会对E3泛素连接酶和E2泛素转移酶产生影响，例如，磷酸化、泛素化和泛素受体的修饰可以影响E3的酶联活性，从而影响泛素连接的程度。

而磷酸化和其他修饰可以对E2的转移活性产生影响。

2.泛素连接酶的调控通过其他蛋白质
除了翻译后修饰，泛素连接酶的活性也可以通过其他蛋白质的调控实现。

许多
泛素连接酶在进行泛素化前需要分子伴侣的参与，这些伴侣可以影响泛素转移的速率和特异性。

例如，白血病相关的因子（LRF）可以通过与E2结合，在泛素化到
目标蛋白之前，起到调控E3泛素化催化速率的作用。

3.去泛素化酶的调控
与泛素连接酶不同，许多去泛素化酶的活性必须通过辅助蛋白质来实现。

例如，USP7（Dub为PANDER）的活性需要MDM2的辅助，而USP14和USP31的活性
则需要RPN13的辅助。

此外，辅助蛋白质通常是由泛素-蛋白酶体通路（UPS）的废物蛋白派生，这些辅助蛋白质可以减少对废物蛋白的降解，同时也能辅助去泛素化酶的活性。

实际上，去泛素化酶和UPS之间存在着不可分割的联系。

更进一步的研究表明，DUBs对UPS的调控并不单纯是大量废物蛋白的清除，而是该通路的动态调节，DUBs可以
选择性地清除某些蛋白质并调节整个UPS的功能来响应环境信号。

在研究生物体的应答过程时，必须研究蛋白质的泛素化和去泛素化的平衡状态。

许多生物学过程都会影响泛素化和去泛素化酶的活性和表达。

例如，DUB-STAMBP的表达可以抵消N-end被泛素化的蛋白质对细胞生长的抑制作用，同时
它也可以对通过UPS降解的细胞膜受体AQP2进行稳定。

此外，许多病理状态和
疾病都与这些酶的不正常活性和表达水平有关。

例如，一些亚细胞定位在泛素化和去泛素化酶上的多肽、蛋白质或蛋白质复合体与肿瘤、炎症、病原体感染等疾病密切相关。

总之，蛋白质泛素化和去泛素化的酶系统是细胞进行精密控制的重要机制之一，也是目前研究的热点之一。

无论是废物蛋白的降解还是信号途径的调控，都离不开这两种酶系统。

因此，深入了解泛素化和去泛素化酶系统的调控机制，将有助于我们更好地理解这些系统在生物体应答中的重要作用。