E4酶Ufd2催化K48/K29分支泛素链的结构机制解析

来自Tong等的研究人员通过化学生物学与冷冻电镜技术，成功捕获了E4酶Ufd2在K29连接的二泛素(K29diUb)和三泛素(K29triUb)上催化K48分支泛素化的结构中间体，揭示了Ufd2核心区作为新型K29diUb结合域的作用机制，并发现其通过二聚化构象稳定远端泛素，为理解E4酶调控非典型泛素链分支的分子机制提供了重要线索。

　　

这项突破性研究首次揭示了E4酶Ufd2催化K48/K29分支泛素链的分子机制。研究人员巧妙运用化学交联技术"冻结"了Ufd2与K29连接的二泛素(K29diUb)和三泛素(K29triUb)相互作用的关键瞬间，通过冷冻电镜(cryo-EM)成功解析了这些瞬态复合物的三维结构。

研究发现Ufd2的核心区域进化出独特的K29diUb结合域，该结构域与近端和远端泛素分子形成广泛相互作用网络。这种特异的结合模式将K48位点精准定位在Ubc4(E2酶)的活性中心附近，从而高效催化K48分支的形成。更有趣的是，在K29triUb底物上，Ufd2会形成特殊的二聚体构象，两个Ufd2分子与各自的Ubc4协同作用，共同稳定延伸中的泛素链。

这些发现不仅阐明了E4酶超越经典E1-E2-E3级联的泛素链重塑机制，更揭示了多对泛素相关酶在长链泛素修饰中的空间协同规律，为开发靶向泛素分支通路的治疗策略提供了结构基础。