一个新颖的方法,有针对性的线性泛素基质蛋白质的分析

泛素是一个家庭的原型的同构的守恒的蛋白质负责各种真核细胞的过程¹。这些structurally-conserved蛋白质共价结合其它细胞蛋白改变稳定、定位和目标蛋白质的活性。

这些蛋白质的成熟形式终止签名diglycine序列,只有暴露在蛋白水解处理¹。Ubiquitin-like修饰蛋白(Ubl)共享一个共同的生化机制,形成一个isopeptide Ubl的甘氨酸残基与氨基,这通常是由目标蛋白质的赖氨酸残基¹。泛素也可以与半胱氨酸通过硫酯键,以及通过酯键,丝氨酸和苏氨酸的氨基或蛋白质的n端通过肽键¹。

添加底物蛋白的泛素根被称为泛素化,这是一个过程,在许多方面都可以影响目标蛋白质。这些包括水解酶降解的信号,改变细胞的位置,以及晋升或预防其他蛋白质相互作用。泛素化通常发生在三个主要步骤;(1)激活泛素激活酶(e1),(2)接合的泛素结合酶(e2)和(3)结扎的泛素连接酶(e3)。

只有8.5 kDa的小蛋白质,泛素无所不在地出现在几乎所有的组织的真核生物,他们可以绑定到其他细胞蛋白在许多不同的形式,作为单个分子或形成一个独特的链导致不同细胞结果根据不同构象的形成^1、2。这些线性链是由一系列的泛素分子,一个泛素分子的头部与尾部的下一个。许多疾病,如癌症和神经退行性疾病如帕金森症,以及感染和炎症性疾病的发展和发展,可能出现由于泛素系统中的错误²。

泛素的秘密代码,负责确定几个细胞过程的命运还没有完全解码²。直到现在,一个单一的E3连接酶复杂(LUBAC)和特定deubiquitinase (OTULIN)是唯一已知的酶能够合成和降解这类泛素链³。线性的目标蛋白质泛素和细胞功能的命运还不清楚²。不适合现有的方法来研究lysine-based聚泛素化结合的缺乏适当的蛋白质组学分析方法的线性链泛素被认为是本研究的进展缓慢的主要原因^3、4。

歌德大学的研究人员,与德国图宾根大学的合作,弗朗西斯·克里克理工学院和玛丽皇后大学最近开发了一种新的解读这个秘密泛素的代码。Koraljka Husnjak的团队实现通过内部修改这样的泛素分子,结合内部lysine-less泛素标记(INT-UB.7KR) SILAC-based质谱法。令人惊讶的是,这一修改并不影响正常的细胞功能泛素,而相反,它使得线性泛素的进一步分析目标通过质谱分析^3、4。

Husnjak的团队进一步验证方法通过识别一些新的蛋白质的目标线性泛素链包括组件的主要促炎细胞的途径。研究小组将他们的方法TNFa-stimulated霸王龙HEK293T细胞³。此外,他们还发现,小说的线性polyubiquitination LUBAC衬底TRAF6对NFkB信号是至关重要的。使用这种方法,研究人员能够证明线性泛素链发挥关键作用在继电保护信号以及维持防御病原体的免疫反应的调节和免疫紊乱³。

这些研究人员希望这种新方法可以为未来铺平道路识别由线性修改的新目标蛋白质的泛素链,同时也让我们知道确切的位置在线性的蛋白质泛素链连接。这种高度敏感的方法被认为是一个伟大的突破,提高理解线性泛素化的功能及其在各种疾病的表现。

引用:

1. Pickart,塞西尔M。,迈克尔·j·埃丁。“泛素:结构、功能、机制”。Biochimica Et Biophysica学报(BBA)——分子细胞研究1695.1 - 3 (2004):55 - 72。网络。
2. “跟踪线性泛素化”。欧洲杯线上买球ScienceDirect.com。2017年3月20日。网络。https://www.欧洲杯线上买球sciencedaily.com/releases/2017/03/170320122846.htm。
3. Kliza、Katarzyna Christoph Taumer Irene Pinzuti Mirita Franz-Wachtel,西蒙Kunzelmann,本杰明·施蒂格利茨和鲍里斯•Macek Koraljka Husnjak。“内部泛素标记:一个工具来识别线性Polyubiquitin-modified蛋白质质谱。”自然方法(2017)。网络。
4. “跟踪线性泛素化:新技术使详细分析目标蛋白质。”Phys.org。2017年3月20日。网络。https://phys.org/news/2017-03-linear-ubiquitination-technology-enables-analysis.html。
5. 图片来源:shutterstock.com/scienceph欧洲杯线上买球oto

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