泛素連接酶Smurf2類泛素化Neddylation修飾的功能及機制.pdf

1、泛素化和類泛素化修飾是一種蛋白翻譯后修飾，在生命進程中起到非常重要的調(diào)控作用，Nedd8是一種類泛素蛋白，在氨基酸序列和三維結構上與泛素都非常相似，最早發(fā)現(xiàn) Nedd8在小鼠胚胎的腦發(fā)育前期呈現(xiàn)高表達，并隨著發(fā)育進程逐步降低。目前研究發(fā)現(xiàn) Nedd8多與腫瘤的惡性程度、預后等呈正相關。在細胞內(nèi)泛素廣泛分布，而 Nedd8主要在細胞核內(nèi)富集，Nedd8能夠?qū)Ψ核鼗揎椘鸬诫p向調(diào)節(jié)作用，當Nedd8使Cullin類E3酶發(fā)生Neddylat

2、ion修飾時，會改變其酶的構型，使E3更容易和泛素結合酶（E2）相結合，促進E3的泛素化修飾酶活性，但是當Neddylation與泛素化修飾競爭同一修飾位點時，又可以起到抑制底物泛素化修的作用。
　　RBXs是泛素連接酶 Cullin-RING類復合體的一個組分，是目前研究最多的Neddylation修飾連接酶，隨著進一步研究發(fā)現(xiàn)，泛素連接酶MDM2、Smurf1、ITCH和NEDL2也能起到Neddylation修飾連接酶的作用

3、，Smurf1與同源蛋白Smurf2非常相似，兩者都屬于泛素連接酶 HECT類 Nedd4-like亞族，Smurf2在結構上比Smurf1多一個WW結構域，兩者在細胞內(nèi)既有功能上的冗余，又有底物的特異性，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中 Smurf1往往起到促癌的作用，而 Smurf2在腫瘤發(fā)生的前期是起到抑制腫瘤的作用，但是在腫瘤的發(fā)展后期卻能夠促進腫瘤。
　　Smurf1的Neddylation修飾提示我們Smurf2同樣可能作為一個Ne

4、ddylation修飾的E3。這種翻譯后修飾對Smurf2有何影響并沒有報道。在高表達Nedd8的結直腸癌細胞系HCT116細胞中我們檢測到Smurf2可以發(fā)生Neddylation修飾，并通過藥物MLN4924和去Neddylation修飾酶對Neddylation修飾抑制的作用進一步確認了Smurf2被Neddylation修飾的可靠性。在研究中我們發(fā)現(xiàn)Smurf2和Smurf1雖然都能夠發(fā)生Neddylation修飾，但是Smur

5、f1和Smurf2并不相同，鑒于Smurf2作為Neddylation修飾連接酶的猜想，我們并沒有在Smurf2 HECT結構域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個與Smurf1類似的Neddylation修飾酶活中心。由于Nedd4家族普遍存在C2結構域和HECT結構域相互作用，我們在外源實驗中發(fā)現(xiàn)Smurf1和Smurf2存在直接相互作用，并發(fā)現(xiàn)Smurf1能夠促進Smurf2發(fā)生Neddylation修飾。進一步研究發(fā)現(xiàn)Neddylation可以使Smur

6、f2泛素化修飾增強，并通過蛋白酶體途徑使Smurf2蛋白水平下調(diào)。在此我們發(fā)現(xiàn)了泛素連接酶 Smurf2一種新的翻譯后修飾——Neddylation修飾，通過這種修飾能夠調(diào)節(jié)Smurf2自身的泛素化修飾和酶活性。但是這種修飾和 Smurf1的 Neddylation并不相同，這提示我們同源蛋白在修飾層面存在的差異性，并且可以通過其他方式相互影響修飾過程。在設計靶向泛素連接Smurf1或Smurf2的藥物時，我們應該充分考慮其同源蛋白的異