去泛素化酶与基因表达调控_陈雨晗
基因表达及其调控与代谢物分析
基因表达及其调控与代谢物分析基因表达是指基因上的信息被转录成RNA分子，最终转化为蛋白质的过程。
在细胞代谢过程中，不同的基因表达量和调控机制对于细胞的功能和特性起着重要的作用。
因此，基因表达及其调控与代谢物分析是当今生物医学研究领域中的热点问题。
基因的表达量由多种环境和遗传因素调节。
通常来说，基因转录起始因子和转录核酸酶是控制基因表达的两个主要因素。
转录起始因子与特定DNA序列的结合激活转录过程，而转录核酸酶则是识别DNA序列并促进mRNA的合成。
此外，基因组上的诸多的表观遗传修饰（包括DNA甲基化、组蛋白修饰等）和非编码RNA （如甲基化miRNA、siRNA等）也可影响基因表达。
在细胞增殖和分化过程中，上述因素的调控极为复杂。
为了更好地研究基因表达及其调控，在取得细胞样品后，可以利用RNA测序技术和qPCR等方法检测不同基因的表达量，识别某些表达模式与不同生物功能之间的关系。
此外，分子标记方法（如北方杂交法、原位杂交法），蛋白质组学方法（如蛋白质质谱法、蛋白质芯片法），和功能基因组学方法（如基因敲除法、RNA干扰技术）等，也是流行的基因表达分析方法。
在基因表达分析的基础上，代谢物分析是对细胞生命过程的加强理解，特别是对于了解某些代谢性疾病。
代谢物是细胞内化学反应的产物，也是描述细胞状态和活动的有力工具。
代谢物组学方法以人体代谢物和代谢物组为研究对象，运用各种分析技术和数据处理手段对大量生物样品进行分析，以确定不同状态的代谢物指纹图谱，寻找新的代谢性疾病标志物，并发现特定代谢物在疾病的发展过程中的机制。
在代谢物分析领域，代谢物组学方法（如质谱代谢物组学和核磁共振代谢物组学）是最常见和流行的，通过分析组织和体液中代谢物的浓度和结构差异，可以确定不同状态的代谢物指纹图谱。
此外，也有人使用代谢物芯片、代谢物关注方法和有针对性地定向扫描特定代谢物的方法等。
总的来说，基因表达及其调控和代谢物分析是两个相辅相成的研究领域。
去泛素化酶与基因表达调控_陈雨晗
蛋白酶体途径
Pi
ATP
AMP
E1
E2
E2
HECT 类 E3
K48 链
DUB DUB
ห้องสมุดไป่ตู้RING 类 E3
K63 链
DUB
蛋白酶体
DUB
细胞质
内吞途径
泛素前体 游离泛素库
DUB
DUB
DUB
DUB
溶酶体 自噬途径
Fig. 2 The schematic model delineating multiple functions of DUBs in cellular system 图 2 去泛素化酶在细胞中的功能示意图
(Machado-Joseph disease related enzymes) 和 MCPIP 家 族 (monocyte chemotactic protein-induced protein) (图 1[10])．
Catatytic Zn finger DNA/RNA binding Ubiquitin-like DUSP UBA Other
摘要 泛素化是常见的蛋白质翻译后修饰方式之一，其参与了生物体内细胞分裂与分化、生长发育、转录调节、损伤应激、 免疫应答等多方面的生理活动．近年来, 泛素研究领域的重要成员之一—— —去泛素化酶 (deubiquitylating enzymes)被不断发现 和报道．作为一类可以移除泛素的异肽酶类, 去泛素化酶具有结构和功能的多样性．基因表达调控一直是分子遗传学的研究 热点，系统整理和总结去泛素化酶与基因表达调控的关系具有重要意义．本文综述了去泛素化酶与基因表达调控的关系，包 括去泛素化酶与染色质稳态维持、细胞周期调控和 DNA 损伤修复等三个方面，并对该领域未来的研究方向进行了预测和 讨论．
翻译后修饰的基因表达调控
翻译后修饰的基因表达调控随着基因组学技术的不断进步，人们对基因的理解也愈发深刻。
在研究基因表达调控中，翻译后修饰逐渐成为重要的研究方向之一。
翻译后修饰是指蛋白质在翻译后发生的化学修饰，通过改变蛋白的化学结构和性质进而影响蛋白的功能和活性。
翻译后修饰可以影响蛋白的稳定性、局部结构、跨膜结构等方面的性质，从而影响到蛋白的功能和调控。
下面将就翻译后修饰在调控基因表达方面的研究进展进行阐述。
一、翻译后修饰对蛋白的稳定性和降解速率的影响蛋白质的稳定性和降解速率是与基因表达调控密切相关的因素之一。
在翻译后修饰方面，泛素化和泛素降解是一个被广泛关注的研究领域。
泛素是一种小分子蛋白，可以通过连接到目标蛋白的氨基酸残基上完成泛素化修饰。
泛素化可以标记蛋白，将其引导至泛素蛋白酶体降解途径，促进蛋白的降解。
研究表明，泛素化这一翻译后修饰方式对于细胞周期调控、DNA修复、细胞信号转导等方面的基因表达调控起到至关重要的作用。
除泛素化外，其他翻译后修饰方式，如磷酸化、甲基化等也可以影响蛋白的稳定性和降解速率。
如磷酸化可以改变蛋白的电荷和空间构型，降低其稳定性；而甲基化能够影响蛋白的叠加和空间结构，进而改变蛋白的稳定性和降解速率。
这些翻译后修饰方式的调控作用为我们深入理解基因表达调控提供了有力的实验依据。
二、翻译后修饰对蛋白的局部结构和功能的影响除了稳定性和降解速率外，局部结构和功能也是翻译后修饰对基因表达调控的影响重要方面。
磷酸化、甲基化等修饰方式可通过改变蛋白的活性位点、空间结构等方面的性质，调控蛋白的功能。
例如，磷酸化可以刺激酶和激酶信号转导途径，改变蛋白的代谢和运输、细胞增殖等功能。
又如，甲基化作为一种基因表达调控方式，可以通过改变DNA合成、RNA合成等方面的生化途径，影响到蛋白的表达和功能。
除特异性修饰方案外，糖基化也是一种影响蛋白局部结构的修饰方式。
糖部分可以结合到特定氨基酸残基上，改变蛋白分子的堆积和跨膜结构，影响蛋白的稳定性和生物学功能。
组蛋白去甲基化和基因表达的调控机制
组蛋白去甲基化和基因表达的调控机制细胞内的基因表达是由不同类型蛋白质的相互作用调控的。
其中，组蛋白蛋白质在基因调控中扮演着至关重要的角色。
组蛋白可以与DNA紧密结合，形成染色质结构，并影响基因的可读性，因此组蛋白修饰对于基因表达调控起着关键的作用。
其中，蛋白质的甲基化和去甲基化是组蛋白修饰过程中非常关键的生物学机制。
本文将重点探讨组蛋白去甲基化的作用及其调控机制。
组蛋白去甲基化是指将组蛋白上的甲基氨基酸基团去除，从而使组蛋白失去甲基化修饰。
这一修饰过程可以在转录因子结合区的组蛋白上发生，从而影响基因的可读性，进而影响基因的表达水平。
组蛋白去甲基化是基因表达调控的重要机制之一。
组蛋白去甲基化研究的历史可以追溯到20世纪50年代。
当时，科学家发现了一种酶叫做DNA甲基转移酶（DNMT）。
这种酶可以将甲基团添加到DNA碱基中的胞嘧啶（C）上，从而形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）。
随后，研究人员发现了一种酶叫做去甲基化酶（Tet），它可以将DNA上的甲基团去除，从而实现DNA去甲基化。
除了DNA甲基化和去甲基化外，组蛋白也可以发生甲基化和去甲基化。
组蛋白的甲基化通常发生在赖氨酸（K）和精氨酸（R）上，目前已经发现至少有9种不同的组蛋白甲基转移酶以及3种去甲基化酶。
组蛋白去甲基化的酶组蛋白去甲基化酶在去甲基化过程中起着关键作用。
目前，已经发现了许多不同的去甲基化酶，它们的功能也各不相同。
其中，TET家族的去甲基化酶被认为是组蛋白去甲基化的主要酶。
TET酶家族共有三种成员：TET1、TET2和TET3。
这三种酶都可以将5-甲基胞嘧啶转化成5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC），随后，5-hmC可以被进一步氧化形成5-甲酰胞嘧啶（5-fC）和5-羧甲基胞嘧啶（5-caC）。
这些被氧化的甲基化修饰可以被另外一种去甲基化酶TDG（thymine DNA glycosylase）清除，最终实现组蛋白的去甲基化修饰。
组蛋白去甲基化调节基因表达的机制组蛋白去甲基化是基因表达调控的重要机制之一。
植物分子生物学中的基因表达调控
植物分子生物学中的基因表达调控在植物分子生物学领域，研究者们致力于了解植物中的基因表达调控机制。
通过研究这些机制，我们可以更好地理解植物的生长、发育以及对环境的响应。
本文将探讨植物基因表达调控的基本原理以及相关的研究方法和应用。
一、基因表达调控的基本原理基因表达调控是指植物细胞中基因信息的转录和翻译过程受到内外环境因素的调控，从而实现基因的表达或沉默。
植物基因表达调控的主要机制包括转录调控、转录后调控以及表观遗传调控。
1. 转录调控：转录调控是指在基因转录过程中，一系列转录因子和其他调控蛋白结合到基因启动子上，调节基因的转录水平。
这些转录因子可以促进或抑制基因的转录，从而控制基因的表达。
2. 转录后调控：转录后调控是指已经被转录成mRNA的RNA分子在转录后发生的调控过程。
这些转录后调控包括RNA剪接、RNA修饰、RNA转运和RNA降解等，可以改变mRNA的稳定性和转录后处理，从而调节基因的表达。
3. 表观遗传调控：表观遗传调控是指在基因表达过程中，DNA和蛋白质之间相互作用形成的表观遗传标记对基因的表达进行调控。
这些表观遗传标记包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质结构等，可以影响染色体的结构和可及性，从而控制基因的表达。
二、研究方法和技术为了深入研究植物基因表达调控的机制，研究者们利用了多种方法和技术。
以下是一些常用的研究方法：1. 基因组学研究：通过对植物基因组进行测序和分析，可以鉴定出植物基因的序列和组织特异性表达等信息。
基因组学的发展使我们可以全面了解植物基因的组成和结构。
2. 转录组学研究：转录组学研究通过对植物转录过程的全面分析，可以揭示基因的表达模式以及转录因子的调控网络。
最常用的转录组学方法包括RNA测序技术（RNA-seq）和芯片技术。
3. 蛋白质组学研究：蛋白质组学研究可以揭示植物蛋白质的组成、结构和功能。
蛋白质组学的方法包括质谱分析、蛋白质互作研究和蛋白质修饰分析等。
4. 遗传学研究：遗传学研究通过研究植物的突变体或基因敲除植物，可以揭示基因在植物生长和发育中的功能和调控机制。
生物化学》ppt课件14.第十四章-基因表达调控
1.操纵子的结构与功能
一个操纵子=调节序列+启动序列+操纵序列+编码序列
⑴调节序列(inhibitor,I):编码一种阻遏蛋白(repressor) 。 ⑵启动序列(promoter,P):结合RNA聚合酶，启动转录。 ⑶操纵序列(operator,O):阻遏蛋白的结合位点。 ⑷编码序列(coding sequence):编码功能性蛋白，2~6个。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过
转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白 质分子的过程。
(二)基因表达的时间性及空间性
转录激活域
谷氨酰胺富含域 脯氨酸富含域
蛋白质-蛋白质结合域 (二聚化结构域)
1.同源结构域
2.锌指
3.碱C
H
C
Cys
H
His
其他氨基酸
(四)真核生物基因表达调控模式
1.真核生物基因表达调控较复杂，除转录起始阶段 受到调节外，在转录后水平、翻译水平及翻译后水平 等均受调控。
2.真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的 转录起始复合物。
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
一个新的蛋白质去泛素化酶的鉴定以及功能
05
总结与展望
研究结论
01
鉴定了一个新的蛋白质去泛素 化酶，并对其进行了初步的功 能研究。
02
发现该酶具有去泛素化活性， 能够恢复某些被泛素化的蛋白 质的功能。
03
揭示了该酶在细胞生长、凋亡 及肿瘤发生等生物学过程中的 作用。
研究不足与展望
仍需进一步研究该酶的具体作用机制和 调节方式。
需要明确该酶在人体中的生理和病理作用， 以及其在疾病诊断和治疗中的潜在应用价值 。
03
生物样本收集
收集肿瘤组织及其对应的 正常组织，用于后续实验 。
试剂与仪器
准备相关试剂和仪器，如 抗体、酶标仪等。
实验操作
进行蛋白质提取、免疫印 迹等实验操作。
实验结果与分析
蛋白质表达差异
01
比较肿瘤组织和正常组织中蛋白质的表达情况，发现某些蛋白
质在肿瘤组织中的表达水平有明显变化。
目标蛋白质筛选
研究目的和方法
• 本研究的目的在于鉴定一个新的蛋白质去泛素化酶，并对其 功能进行深入探究。首先，我们将通过生物信息学方法预测 和筛选可能的去泛素化酶；接着，我们将通过实验验证预测 结果，并进一步分析其底物特异性、活性调节机制以及在细 胞中的功能等。
02
蛋白质去泛素化酶的鉴定
实验材料与方法
01
02
03
蛋白质去泛素化酶的功能 研究
实验材料与方法
实验材料
选择本实验室已建立的蛋白质去泛素化酶基因敲除细胞系作 为研究对象，采用已有的蛋白质印迹、免疫共沉淀等方法进 行实验。
实验方法
通过基因敲除技术，构建蛋白质去泛素化酶基因敲除细胞系 ；采用蛋白质印迹法检测敲除前后的蛋白质去泛素化酶表达 情况；采用免疫共沉淀法检测敲除前后的蛋白质去泛素化酶 与目标蛋白的相互作用情况。
组蛋白去乙酰化与基因表达调控
组蛋白去乙酰化与基因表达调控在生物学中，基因表达是所有生物体的生命活动的基础。
基因表达是指DNA序列信息转化成蛋白质序列的过程。
这个过程涉及到DNA转录成RNA，RNA转化成蛋白质的复杂过程。
然而，在这个过程中，还有一个非常重要的环节，那就是去乙酰化。
这个过程实际是通过对染色质的修饰来调节基因表达的。
下面，我们来探讨一下组蛋白去乙酰化与基因表达调控。
何为组蛋白去乙酰化组织细胞的DNA是存放在染色体中的。
每个染色体包含一个线性的DNA分子，这个DNA分子和一些DNA结合蛋白结合成染色质。
染色质的状态对基因表达是非常重要的，而各种修饰也对染色质状态的稳定性有很大的影响。
组蛋白翻译成英文为histone，是DNA紧密缠绕在一起的骨架，是染色体结构中的一个重要组成部分。
组蛋白还能通过酰化、甲基化等化学修饰形成不同的结构。
而组蛋白去乙酰化是一种常见的化学修饰，这种修饰过程在细胞中由酶类反应完成。
这个过程的主要作用是通过去除一些乙酰基团，修饰化的组蛋白减少，进而使得DNA更加容易暴露、开放，有利于基因在转录过程中的表达。
如何影响基因表达组蛋白去乙酰化可以影响基因表达，这主要体现在以下两个方面：1.开放染色质在染色体上，有一些区域高度伸缩性，称为开放区域。
这些开放区域通常与基因共存，故称之为基因组开放区域。
组蛋白的去乙酰化可以导致这些区域的开放、松弛和缩小，从而有利于转录因子与DNA的结合，使基因更容易被转录成RNA，进而可以通过蛋白质合成完成基因表达。
2.调控转录因子与基因的结合组蛋白去乙酰化对基因表达的另一个影响是：它能够影响转录因子的结合位置和程度。
转录因子是参与基因转录的一类重要蛋白质。
组蛋白去乙酰化可以调控这些转录因子对基因的结合。
研究表明，组蛋白去乙酰化后，一些特定的转录因子能更容易的结合到染色质上，从而促进基因的转录过程。
此外，组蛋白的去乙酰化还能够影响其他一些转录因子如剪切因子、核糖体亚基和RNA加工因子等，从而影响基因的表达和调控。
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生物化学与生物物理进展 Prog. Biochem. Biophys.
2014; 41 (2)
1 去泛素化酶家族的基本特征
1．1 去泛素化酶的催化结构 从前所述的六大类去泛素化酶，最大的家族是
泛素链的组装根据赖氨酸位点和生理条件的不 同形式各异，有报道表明，无论在细胞内环境还是 胞外反应体系，泛素自身的每个赖氨酸位点都可以 发生泛素化[4]，其中对 K48 和 K63 位多聚泛素化的
研究最为广泛．通常进入蛋白酶体的泛素链为 K48 位支链形式，而 K63 位的直链泛素则介导细胞内 吞、DNA 损伤修复、蛋白激酶活化、细胞定位转 换、信号转导和压力应激反应 等 [5－7] 多种非蛋白降 解类功能．K29 位泛素链能同时参与蛋白酶体和溶 酶体降解途径[8]．K29 和 K33 位的混合泛素链参与 AMPK- 活化的相关激酶系统的调节[9]．此外，在生 物体内共同存在着多聚泛素化和单体泛素化，都可 以发挥重要的非蛋白降解类调节性生理功能．
Ｒｅｖｉｅｗｓ ａｎｄ Ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ 综述与专论
生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biophysics 2014, 41(2): 126~138
去泛素化酶与基因表达调控 *
陈雨晗 张令强 ** 贺福初
(军事医学科学院放射与辐射医学研究所，蛋白质组学国家重点实验室，北京 100850)
* 国家自然科学基金资助项目(31125010). ** 通讯联系人. Tel: 010-66931216, E-mail: zhanglq550@ 收稿日期：2013-06-19，接受日期：2013-07-30
2014; 41 (2)
陈雨晗, 等：去泛素化酶与基因表达调控
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去泛素化酶参与了以下六个方面的生命活动： a． 加 工 前 体 泛 素 为 成 熟 的 游 离 泛 素 ， 由 UBC、 UBB、UBA52 和 UBA40 等泛素基因编码的初级产 物，通常在 C 端含有延伸的肽段或者与核糖体耦 联，需要 DUB 的剪切功能．b．挽救蛋白质的降 解命运[11]，这一点体现了与泛素连接酶的拮抗性． c．去除非降解性泛素链信号[12]．d．防止泛素和泛 素 - 底物复合体被溶酶体途径和蛋白酶体途径降 解，维持体内泛素含量的相对稳定．e．促进从底 物上切除的泛素链解聚，使得再循环的泛素变成游 离的单体形式进入泛素库．f．有一些特殊的 DUB 可以将非降解型的直链泛素进行编辑转变为单泛 素，使得泛素介导的信号发生转换(图 2)．目前对 于去泛素化酶作用机理的研究远没有对泛素连接酶 的研究深入，已知 DUB 的生理功能主要包含四 大类：代谢与应激[13－14]、肿瘤与癌症 、 [15] 感染与免 疫 、 [16－18] 干细胞与发育调控 ． [19－20] 基因表达调控作 为分子遗传学的研究热点，充分渗透到上述四个研 究方向．基因表达的调控，主要包括组蛋白水平、 转录因子水平、染色质水平，涉及到基因的活化与 失活、细胞周期进程转换、DNA 损伤修复等多项 精细复杂的机制，并存在泛素化和去泛素化动态平 衡调控．本综述从去泛素化酶与染色质调控、去泛 素化酶与细胞周期调控、去泛素化酶与 DNA 损伤 修复三个方面系统总结去泛素化酶在基因表达调 控中的重要作用．
关键词 去泛素化酶，基因表达调控，染色质调节，细胞周期调节，DNA 损伤应激
学科分类号 Q5，Q71
DOI: 10.3724/SP.J.1206.2013.00124
泛素(ubiquitin)是一类在真核生物中普遍存在 且高度保守的小分子多肽，共 76 个氨基酸，全长 包含 7 个赖氨酸位点(K6、K11、K27、K29、K33、 K48、K63)和 1 个位于 C 端的甘氨酸位点．泛素以 单体和多聚体形式，经由酶促反应与底物蛋白结合 并发生共价修饰的过程称为泛素化 (ubiquitination)．泛素化的主要功能是参与底物蛋 白的降解和异常蛋白的清除．生物体内蛋白质的降 解共三条途径：蛋白酶体途径、溶酶体途径和自噬 体途径[1]，绝大多数的降解反应由泛素 - 蛋白酶体 系统(ubiquitin-proteasome system)介导．该系统主 要由泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme，E1)、 泛素结合酶(ubiquitin-conjugating enzyme，E2)和泛 素连接酶(ubiquitin-ligase，E3)组成．在 ATP 存在 的情况下，E1 活化泛素，于 E1 的活性半胱氨酸位 点和泛素的甘氨酸残基之间形成硫酯键，随后，泛 素被顺序转移至 E2、E3，最终，泛素被 E3 转移 到底物蛋白的赖氨酸残基上，被泛素标记的底物蛋 白进入蛋白酶体完成 ATP 依赖的水解反应[2－3]．
USP 家族成员的蛋白质含有三个结构域，就好 像手掌、大拇指和其他手指的关系一样，活性催化 中心位于手掌和大拇指的结构域，而食指结构域抓 住泛素末端甘氨酸基序位点．有意思的是 USP家族 的蛋白中有一些 USP 结构域 处 于 活 性 静 息 状 态 (apo-USP)， 但 是 当 泛 素 结 合 到 USP 结 构 域 时 ， USP 蛋白可以发挥催化活性，这就好比是活性和非 活性中心位点的动态平衡变化．比较典型的例子是 USP7，当泛素结合时，组氨酸侧链旁的半胱氨酸 由于占位效应被拉拢，然而 USP14 和 USP8 则需 要在不结合泛素的情况下发生催化反应[21－22]，后者 的泛素结合表面一旦占有泛素就会阻碍和屏蔽催化 活性位点．还有一类值得一提的 USP 是 CYLD， 它的独特之处在于其催化活性位点和泛素结合位点 始终保持着一致性[23]．
(Machado-Joseph disease related enzymes) 和 MCPIP 家 族 (monocyte chemotactic protein-induced protein) (图 1[10])．
Catatytic Zn finger DNA/RNA binding Ubiquitin-like DUSP UBA Other
去泛素化酶的存在使得泛素修饰的调节具有平 衡性．去泛素化是指泛素化的底物蛋白在去泛素化 酶(deubiquitylating enzymes，DUB)的作用下移除泛 素的反应过程．迄今为止，发现的去泛素化酶主要 有六大类：UBP/USP 家族(ubiquitin-specific processing proteases)、 UCH 家 族 (ubiquitin carboxy terminal hydrolases)、 JAMM 家 族 (Jad1/Pad/MPN domaincontaining metallo enzymes)、OTU 家族(Otu-domainubiquitin-aldehyde-binding protein)、 MJD 家 族
所有的 USP 结构域蛋白可能会由于插入大分 子多肽片段而改变泛素结合活性和催化活性，例如
CYLD 家族蛋白的 B-box 结构域、USP5 的 UBA 结构域等．还有一些蛋白含有 UBL 结构域，但功 能尚不知晓． 1．1．2 OTU 家 族 ．OTU 家 族 又 分 为 三 个 亚 类 ： Otubian(OTUB1，OTUB2)、A20-like-OTU 和 OTU. 该家族成员也采取类似 USP 家族成员的活性转换 方式：当泛素不结合时，处于活性抑制状态，而泛 素结合后，催化活性位点暴露，从而发生反应[24]． 1．1．3 UCH 家族．UCH 家族的结构是 DUB 家族 中最早被发现和报道的．在 apo 酶形式的泛素 C 端水解异肽酶 L3(UCHL3)中，存在着覆盖活性位 点的环状结构，而且这个精细的环状结构在结合底 物后，环状结构斜跨在泛素 C 端结构域，促使被 DUB 去泛素化的底物具有一定的空间位置选择性， 有效地阻止了复杂组成和折叠的泛素底物复合体． 同时，该复合体对于泛素链也有选择性，几乎观察 不到 UCHL1 和 UCHL3 介导的四聚及四聚以上水 平的泛素化[25]．因此，有一种说法是 UCH 类 DUB 仅仅参与小肽段的降解，例如由泛素蛋白酶体途径 和溶酶体途径产生的代谢肽段． 此 外 ， UCH 类 DUB 由于其结构上的特殊性，可以降解延伸形式 的泛素蛋白前体． 1．1．4 MJD 家 族 ． 该 家 族 研 究 最 广 泛 的 成 员 是 ATXN3，ATXN3 含有一个多聚谷氨酰胺链，神经 退行性疾病 MJD 正是由于该链的过度延伸所致． 最近研究人员解析了结合两个泛素的 ATXN3 的复 合体结构[26]，研究结果表明，两个泛素结合位点各 司其职，螺旋结构的“手臂”结构域调节活性位点 的进入，而第二个泛素结合位点则远离活性位点， 并且位于手臂结构的后端，因此，ATXN3 可能通 过与远端的泛素二聚体相互作用形成稳定的开放构 象，从而降解底物． 1．1．5 JAMM/MPN+金属蛋白酶家族．最近 JAMM/ MPN + 家 族 成 员 的 结 构 解 析 取 得 了 突 破 ： 对 STAMBPL1 和 K63 位二聚泛素链复合体的研究表 明，该家族蛋白质通常和两个锌离子耦联，其中的 一个锌离子通过活化水分子从而攻击异肽键，随后 氨基从带电的催化活性中间体释放，反应机理和胞 嘧啶脱氨酶类似．该结构是迄今为止唯一一个去泛 素化酶在活性位点结合泛素的复合结晶体[27]． 1．1．6 MCPIP 家族．该家族第一个被发现和报道 的成员— ——MCPIP1，在 N 端含有一个泛素关联结 构域，该结构域促进与泛素化底物的连接，但不影
Fig. 1 Categories of DUBs in human[10] 图 1 去泛素化酶的分类[10]
如图所示为人源 DUB 的分类，包括六大家族，分别用不同颜色标 注． 其中 DUB 不同亚家族的核心催化结构域用浅橙色表示，其余 的共有保守结构域也用相应的颜色注释． 线段的长短代表 DUB 的 氨基酸数目，每种颜色的扇形区在饼状图中的比例为不同亚家族的 DUB 占整个 DUB 数量的百分比．