综述：DIG-DUBs：人类和病毒交叉反应性泛素蛋白酶对ISG15去缀合的机制与功能

这篇综述系统阐述了干扰素刺激基因15（ISG15）作为泛素样蛋白（Ubl）在先天免疫中的关键作用，重点解析了人类去ISG化酶（DIG）如USP18/USP16/USP24和病毒蛋白酶（如冠状病毒PLproCoV2、CCHFV vOTU）通过去ISG化（deISGylation）调控宿主抗病毒反应的分子机制，为开发靶向DIG/DUB的免疫调节疗法提供了理论依据。

　　

泛素样蛋白ISG15与先天免疫防御

ISG15是干扰素刺激基因（ISG）中最显著的效应分子之一，其结构独特——由两个泛素样结构域通过铰链区连接而成。当病毒或细菌感染触发I型干扰素（IFN-α/β）信号时，JAK-STAT通路激活ISG15及其缀合级联反应（E1 UBA7、E2 UbcH8、E3 HERC5），促使ISG15共价修饰宿主和病毒蛋白（ISGylation）。这种修饰通过干扰病毒颗粒组装或复制发挥抗病毒作用，例如ISG15通过共翻译修饰病毒衣壳蛋白阻断其功能。

人类去ISG化酶的调控网络

USP18是主要的去ISG化酶，其催化结构域通过IBB-1疏水口袋识别ISG15 C端结构域，而C端TAIL基序（ETAYLL）中的Tyr³⁶³进一步稳定相互作用。近期研究发现USP16和USP24也能特异性去ISG化：USP16调控代谢酶（GOT1、ALDOA等）的ISG化状态，而全长USP24通过非催化结构域依赖的方式调控RNA解旋酶MOV10的去ISG化，进而影响干扰素分泌。值得注意的是，这些蛋白酶大多具有双重活性（DIG/DUB），如USP21通过第二泛素结合表面交叉识别ISG15的双结构域特征。

病毒劫持ISG化的分子策略

为逃逸宿主防御，病毒进化出多种DIG/DUB蛋白酶：

1. 1.

   冠状病毒PLpro：SARS-CoV-2的PLpro优先切割ISG15，其催化三联体（Cys¹¹¹-His²⁷²-Asp²⁸⁶）与人类USP家族高度保守，但通过Ubl结构域同时结合ISG15的双结构域实现高效去缀合；

2. 2.

   CCHFV vOTU：以同等效率水解ISG15和泛素，通过N端延伸段特异性识别ISG15 C端的第二疏水表面；

3. 3.

   FMDV Lb^pro：独特性地不可逆切割ISG15 C端二甘氨酸（diGly）前的肽键，永久破坏其再缀合能力。

从机制研究到治疗展望

ISG15的动态平衡异常与自身炎症性疾病（如干扰素病）、癌症和神经退行性疾病相关。针对病毒DIG/DUB（如PLpro^CoV2）的小分子抑制剂设计已成为抗COVID-19的研究热点，而调控USP18活性可能为慢性炎症提供新干预策略。未来需深入探索：

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  不同DIG/DUB对ISG15 vs 泛素的底物偏好性结构基础

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  组织特异性ISG化调控网络

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  病毒蛋白酶毒力与催化效率的进化权衡

该领域研究不仅揭示了宿主-病原体博弈的精细机制，也为开发广谱抗病毒药物和免疫调节剂提供了分子靶点。