综述:蛋白酶体来源的肽段:废物与资源回收的界限

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:TRENDS IN Biochemical Sciences 11.6

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  这篇综述系统阐述了蛋白酶体(proteasome)的双重功能:蛋白质降解与肽段生成。重点揭示了其降解产物——蛋白酶体来源肽段(PDPs)作为新型细胞效应分子的多重作用,包括MHC-I抗原呈递、神经元信号调控、先天免疫(innate immunity)和代谢重编程等。质谱技术的进步为研究细胞肽组学(peptidomics)提供了全新视角。

  

蛋白酶体的双重使命
作为细胞内的"蛋白质处理工厂",蛋白酶体通过其26S复合物结构实现蛋白质的选择性降解。最新研究发现,这种降解并非简单的"垃圾处理",其产生的肽段产物(PDPs)具有3-25个氨基酸的典型长度,构成了细胞调控的新型"分子货币"。

肽段的华丽转身
这些曾被视作代谢废物的PDPs,现被证实具有四大核心功能:

  1. 免疫哨兵:通过MHC-I分子呈递实现免疫监视
  2. 神经信使:调控谷氨酸受体介导的突触可塑性
  3. 代谢开关:参与mTOR通路调控的蛋白质合成
  4. 抗菌武器:具有直接杀伤病原体的cathelicidin样活性

技术的革命性突破
高分辨率质谱(HRMS)与稳定同位素标记技术的结合,使得科学家能够捕捉到半衰期仅2分钟的瞬态肽段。Orbitrap FusionTM平台目前已可鉴定低至10-18 mol的微量肽段,为研究应激条件下肽组动态变化提供了利器。

疾病的分子密码
在神经退行性疾病中,异常积累的PDPs可形成β-淀粉样蛋白前体;而肿瘤微环境则利用PDPs重编程代谢通路。最新临床试验已开始探索基于PDPs的肿瘤疫苗(如PROTACs技术)和阿尔茨海默病诊断标志物。

未来的挑战
尽管取得突破,PDPs的定量检测仍面临取样偏差难题。微流控芯片与单细胞测序技术的融合,或将揭开肽段调控网络的时空特异性奥秘。

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