泛素结合结构域在泛素化底物鉴定中的应用

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1、泛素结合结构域在泛素化底物鉴定中的应用王京伟武军驻武汉大学人民医院检验科武汉大学基础医学院生物化学与分子生物学系摘要：泛素化(Ubiquitylation)是目前真核细胞内已知的最复杂的翻译后修饰。泛素化底物的识别需要一类特异性受体蛋白介导，这些受体蛋白往往毡含一个或多个泛素结合结构域(UBDs)、UBD-泛素间的特异性结合决定了泛素化底物功能的特异性。目前己发现20多种UBDs超家族可识别泛素化底物上的特异性功能团进而传递信号。因此深入了解UBD的识别机制对新UBD的发现及泛素化底物的鉴定具有重要意义。关键词：泛

2、素;泛素结合结构域;泛素化蛋白质组学;作者简介：王京伟(1986-)，女，汉族，博士，主治医师，主要从事分子诊断与个体化医疗研宄及蛋白质组学研宄收稿日期：2017-03-16基金：武汉大学青年教师自主科研项S(2042015kf0113)ApplicationofUbiquitinBindingDomainsintheIdentificationofUbiquitinationTargetWANGJing-weiWUJun-zhuDepartmentofClinicLaboratory,RenminHospita1

3、ofWuhanUniversity;DepartmentofBiochemistry,SchoolofMedicine，WuhanUniversity;Abstract：Ubiquitylationisthemostcomplexpost-translationalmodificationineukaryotes.Thecellularprocessesmodulatedbyubiquitylationaredecipheredbyaspecificubiquitylatcdtargetbya’downstream

4、’ubiquitinreceptor,whichisalsoknownasaubiquitin-bindingprotein(UBP)，containingaclassofspecificubiquitinbindingdomains(UBD).ThefateorfunctionofubiquitylatedtargetwasdeterminedbythisspecificUBD-ubiquitininteractions.Overtwentydistinctubiquitin-bindingdomain(UBD)

5、familiesspecificallyrecognizethemotifonetheubiquitylatedtargetsurfaces.Therefore,itisofgreatsignificancetodeeplyunderstandtheregulatorymechanismsofUBDubiquitininteractionsforfoundoutthenewUBDandthedeepminingofubiquitinatedproteome(ubiquitome).Keyword：Ubiquitin

6、;Ubiquitinbindingdomain;Ubiquitome;Received：2017-03-16泛素化(Ubiquitylation)是泛素分子以泛素单体或泛素链的形式共价修饰细胞内其它翻译后的蛋白质。泛素化修饰可利用泛素本身所包含的7个赖氨酸位点(防、1(11、1(27、1<29、1<33、1(48和1(63)和位于N端的甲硫氨酸(Metl)位点，发生自泛素化进而延仲成不同类型的多聚泛素链，如最常见的K48和K63位多聚泛素链。已有学者先后利用高精度质谱技术在酿酒酵母体内检测到8种同质性的多聚泛素链类

7、型［1，2］，并发现不同类型泛素链的丰度存在较大差异。此外，单泛素化、多位点单泛素化、杂合异质型泛素链、分枝状多聚泛素链以及游离多聚泛素链等多种泛素化修饰形式陆续被发现，多元化的泛素化修饰方式从侧面反映了真核细胞中蛋白质泛素化修饰的普遍性、结构的多样性、调控的复杂性及功能的重要性。不同蛋白质底物、同一底物的不同氨基酸修饰位点及同一位点上的不同泛素链类型均可导致细胞效应的差异。泛素化修饰可改变靶蛋白的亚细胞定位、影响其蛋闩活性，进而调控细胞内蛋白酶体降解途径、囊泡运输、信号转导、DNA修复、转录调节、细胞周期调控、抗

8、原提呈、凋亡、自噬以及细胞分化等生物学过程。蛋白质的泛素化修饰可影响甚至决定底物蛋白的命运，泛素化及其信号转导的改变或失衡可引发括癌症、神经退行性疾病在内的多种严重且难以治愈的人类疾病。因此深入研究泛素及其修饰系统，鉴定泛素化底物蛋白，了解其调控机制对相关疾病分子机制的理解和治疗具有重要意义。1泛素结合结构域(UbiquitinBindingDomains,