Cell综述：泛素代码

　　

生物通报道：泛素化（Ubiquitin，Ub）被定义为将泛素分子共价结合到靶蛋白上, 是蛋白质组中最普遍的翻译后修饰之一。这个过程不仅参与蛋白质数量的调节，而且还广泛参与各种生理过程，比如细胞增殖、凋亡、自噬、DNA损伤修复以及免疫应答等。

一般来说泛素修饰在经过特殊泛素受体接受后，能将编码细胞转化为细胞应答，最新一期（2月25日）Cell杂志介绍了生物体中快速泛素代码（Ub code）信号的重要性，也阐述了目前多种疾病中靶向泛素系统的新药理学方法。

泛素-蛋白酶体系统

我们的细胞利用了各种各样的系统来分解及回收受损或是无用的蛋白质，将这些垃圾清除掉以维持正常的功能。一种被称作为泛素（ubiquitins）的多肽在蛋白质降解过程中扮演着重要的角色，它像标签一样贴在需要降解的蛋白质上，由此细胞能够将这些蛋白质识别为垃圾。

2004年，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予了三位科学家：以色列的Aaron Ciechanover、Avram Hershko和美国科学家Irwin Rose，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解这一重要的蛋白质“死亡”机理。

泛素调节的蛋白质降解是一个精细控制的过程，首先有待降解的蛋白质被泛素所标记，接着这些蛋白质进入细胞的蛋白质酶复合体中，蛋白酶复合体是一个上下有盖的圆桶状酵素，它们如同细胞的垃圾桶，专门负责蛋白质的分解及再循环利用。泛素在这一过程中释出讯号，让蛋白酶复合体分辨出有待降解的蛋白质。然而直到上周之前，人们对于这一过程的某些分子细节仍然不是清楚。

来自哈佛医学院的Marc Kirschner和同事们利用单分子荧光法揭示出了一种酶将泛素添加到蛋白质上的过程，以及这些蛋白被细胞蛋白酶体识别以及回收的机制。两篇Science文章：细胞如何处理垃圾？

泛素与免疫反应

来自斯坦福Burnham Prebys药物探索研究所(SBP)的科学家们，揭示出了一种独特的泛素连接酶复合物的原子结构。众所周知泛素在蛋白质降解中的作用，近年来人们日益认识到它也在细胞信号传导、DNA修复、抗炎及免疫反应中发挥重要作用。

这一新研究揭示了RBR E3连接酶的整个活性结构，在肿瘤学和免疫学中具有显著的治疗意义。呈现的三维结构提供了有关这一复合物分子结构的一些新见解，使得我们能够推断出它的运作机制。Nature发表重要免疫新成果

泛素化的全新功能

纽约大学和哈佛大学的科学家们发现，泛素化有着与蛋白降解无关的另一种功能，可以帮助细胞抵御压力。这项研究为肿瘤发展和神经退行性疾病（比如帕金森病和阿尔茨海默症）提供了新的线索，因为细胞无法正确应对压力是造成这些疾病的主要原因。

工业污染、二手烟、太阳辐射、放射性辐射等有害环境，会损害细胞的重要成分，导致细胞发生氧化应激，触发高度复杂的防御应答。

细胞通过降解去除发生功能异常的蛋白，这一过程受到泛素化的控制。泛素化存在于几乎所有生物的细胞中，目前人们已经比较了解泛素化介导的蛋白降解，但并不清楚这种修饰是否具有其他作用。

这项研究为人们展现了泛素化的全新功能，这种功能完全独立于它在蛋白降解中的作用。研究显示，一种特殊的泛素化（K63）能够修饰并稳定核糖体，而核糖体是蛋白合成的发动机。

（生物通：万纹）

原文摘要：

SnapShot: Expanding the Ubiquitin Code

The Ubiquitin (Ub) system coordinates vital cellular processes by controlling lifetime, signaling, and binding properties of proteins. Ub serves as a multivalent protein tag that is further diversified by post-translational modifications. Specialized Ub receptors then convert the encoded signals into cellular responses. This SnapShot highlights the importance of the rapidly expanding Ub code in biology as well as novel pharmacological approaches to target the Ub system in multiple diseases. To view this SnapShot, open or download the PDF.