ZnF-UBP结构域通过解除泛素产物对脱泛素化酶活性的抑制来调控其功能

《Nature Communications》：ZnF-UBP domains regulate deubiquitinase activity by relieving ubiquitin product inhibition

　　

摘要

大多数泛素特异性蛋白酶（USP）去泛素化酶（DUBs）都具有非选择性的催化结构域，同时还包含一个或多个“外域”，这些外域负责决定底物的特异性及定位，但目前对其了解甚少。在12种USP DUBs中存在锌指型UBP（ZnF-UBP）结构域，但其功能尚不清楚。本研究对人类ZnF-UBP结构域进行了全面分析，发现14种中的8种能够通过未连接的泛素C端GlyGly基序与泛素结合。我们以USP16为例，这是一种具有处理泛素及其类似修饰基团能力的核小体DUB，研究表明其ZnF-UBP结构域不仅能与底物结合，还对酶的催化动力学起着关键作用。切割后泛素从催化结构域中释放缓慢会导致产物抑制现象，而在cis构型下，ZnF-UBP可促进产物的释放，从而克服这一问题。有趣的是，在trans构型下引入高亲和力的产物捕获型ZnF-UBP结构域，能够激活USP16及其他USP酶。我们的研究结果表明，产物抑制作为一种调控机制在DUBs中非常重要，同时也凸显了外域在调控DUB功能方面的作用——其作用不仅限于底物结合。