Nature华人学者发现新泛素手脚架蛋白

　　

生物通报道：在11月10号的Nature上刊登了一篇由斯坦福大学研究人员完成的关于神经学研究的文章，文章的通讯作者为华人学者杨燕敏。杨燕敏早年曾就读于上海第一医学院，现在为斯坦福大学的助理教授。

神经细胞有四个组成部分，分别是胞体、树突、轴突和轴突终末。轴突在神经冲动传递到下一神经细胞或者是效应器过程中起到关键作用。

巨轴突神经病（giant axonal neuropathy, GAN）是由GAN 基因所造成的一种罕见的神经病，出现在孩童时代的早期。GAN 基因编码的巨轴突蛋白（gigaxonin）是广泛存在的。它是BTB/kelch细胞骨架蛋白超级家族的一个成员。它所造成的细胞骨架网络的改变是一些较常见疾病的一个特点，这些疾病包括“肌萎缩性(脊髓) 侧索硬化”（ALS），因此对此蛋白的研究具有重要生物学意义。对有巨轴突神经病病灶的细胞进行病理分析发现此病的特征包括轴突的退化，伴随着细胞骨架成份的累积和聚集。目前对于此病的分子机制知道的还是十分有限。

而斯坦福的研究人员发现了巨轴突蛋白控制着微管结合蛋白的降解，对于神经行使功能和存活起到关键作用。巨轴突蛋白一端的BTB结构域与泛素激活酶E1*结合，另一碳端的kelch重复结构域直接与微管结合蛋白1B（microtubule-associated protein 1B, MAP1B）的轻链（LC）相互作用。巨轴突蛋白过量表达会加剧MAP1B-LC的降解，而这一降解作用可以被蛋白酶体（proteasome）抑制剂进行抑制。

*生物通注：泛素由76个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞，故名泛素。共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径，泛素相当于蛋白质被摧毁的标签。

在去除了巨轴突蛋白后导致了MAP1B-LC在缺失GAN 神经细胞中的累积。在野生皮质神经细胞中MAP1B的过量表达会导致细胞死亡，这种死亡的特征与缺失GAN 神经细胞死亡的特征一样。而降低MAP1B的表达水平，缺失GAN 神经细胞的存活率会大大升高。巨轴突蛋白作为一种新确定的泛素手脚架蛋白控制着MAP1B-LC的降解，这对进一步阐明人类神经退化疾病提供新的分子解释机制（生物通记者 谢菲）。

感谢杨燕敏教授对本文提出宝贵的修改意见！