泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展.
泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展.
塞旦医堂盘壹!螋箜簦踅鲞第一璺塑泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展决定蛋白质最后命运的是一类蛋白水解酶.在真核细胞中主要有两种蛋白质水解体系负责蛋白质的降解:溶酶体(1ysome和泛素一蛋白酶体(ubiquitin. proteasome。
前者为人们所熟知,后者是近20年来科学家重点研究的目标。
蛋白质泛素一蛋白酶体降解途径包括两个组成部分:首先是泛素与一系列关联酶协同作用,把要降解的目标蛋白质泛素化,使蛋白质变性并打上标记,以便为蛋白酶体所识别:第二部分是26S 的蛋白酶体复合物.它降解泛素化的蛋白质.同时释放出游离的泛素.并可再次被利用。
泛素是一个只有76个氨基酸残基组成的小的可溶性蛋白质.在大多数真核细胞中它都以高浓度存在,细胞中一半的泛素多与蛋白质耦联存在。
蛋白质的一级结构非常保守.酵母和人之间只有3个氨基酸的差别卜“。
泛素激活酶(ubiquitin.activating enzyme.E1在泛素化反应中起关键作用,它是催化泛素活化的第一步反应。
这个反应本身就是一个多步反应,而且是一个ATP依赖过程。
泛素结合酶(ubiquitin.conjugating enzyme, E2接受El转来的泛素形成相应的E2一Ub硫醚。
该酶是一个大的家族.该家族成员在分子大小、结构和功能上都有差别。
某些E2在体外能直接把泛素转移到底物.但在大多数情况下是泛素连接酶(ubiquitin ligase.E3参与底物的识别,它在凋节泛素与底物连接的特异性上起着中心作用L4-s]。
26S蛋白酶体是一个由70多个亚基所组成的巨大的复合分子,分子量接近2000000。
它由两部分组成:20S核心蛋白酶体及19S调节复合物或1IS调节复合物。
已发现20S蛋白酶体有j种明显的酶活性:类似胰凝乳蛋白酶活性、类似胰蛋白酶活性和谷氨酰后水解活性[6-7]。
泛素一蛋白酶体系统降解蛋白的特异性由泛素连接酶E3决定,因此,泛素连接酶E3引起研究人员的极大关注。
《E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能初探》范文
《E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能初探》篇一一、引言卵巢癌是一种常见的妇科恶性肿瘤，其发病率和死亡率均较高。
近年来，随着分子生物学和细胞生物学的发展，越来越多的研究开始关注E3泛素连接酶在卵巢癌发生发展中的作用。
其中，UBR5作为一种重要的E3泛素连接酶，在多种肿瘤细胞中发挥着重要的调控作用。
本文旨在初步探讨UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能，为卵巢癌的治疗提供新的思路和方向。
二、UBR5简介UBR5，全称为Ubiquitin Protein Ligase 5，是一种E3泛素连接酶，参与蛋白质的泛素化过程。
泛素化是一种重要的蛋白质降解机制，通过将泛素分子添加到目标蛋白质上，进而影响其稳定性和功能。
UBR5在多种生物过程中发挥着重要作用，包括细胞周期调控、信号转导、细胞凋亡等。
三、UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能初探1. 实验材料与方法本部分采用卵巢癌细胞ES-2作为研究对象，通过构建UBR5的过表达和敲除模型，研究UBR5在ES-2细胞中的功能。
实验中采用了细胞培养、RNA干扰技术、蛋白质印迹法（Western Blot）、免疫荧光等技术手段。
2. UBR5对ES-2细胞生长的影响实验结果显示，过表达UBR5的ES-2细胞与对照组相比，其生长速度明显加快，而敲除UBR5的ES-2细胞则表现出生长抑制的现象。
这表明UBR5在ES-2细胞的生长过程中发挥着重要的促进作用。
3. UBR5对ES-2细胞凋亡的影响通过免疫荧光和Western Blot等实验手段，我们发现过表达UBR5的ES-2细胞中凋亡相关蛋白的表达水平明显降低，而敲除UBR5的ES-2细胞则表现出相反的趋势。
这表明UBR5可能通过调控凋亡相关蛋白的表达来影响ES-2细胞的凋亡过程。
4. UBR5与ES-2细胞信号转导的关系我们还发现，在ES-2细胞中，UBR5的表达与某些信号通路的关键分子的活性密切相关。
通过激活或抑制这些信号通路，可以影响UBR5的表达和功能。
《E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能初探》范文
《E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能初探》篇一摘要：本文旨在初步探讨E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能。
通过研究UBR5的表达情况及其与ES-2细胞增殖、凋亡等生物学特性的关系，为进一步揭示卵巢癌的发病机制及寻找潜在的治疗靶点提供依据。
一、引言卵巢癌是一种常见的妇科恶性肿瘤，其发病机制复杂，预后较差。
E3泛素连接酶UBR5作为一种重要的泛素化调控因子，在细胞内蛋白质降解和信号转导过程中发挥关键作用。
近年来，越来越多的研究表明，UBR5的异常表达与多种肿瘤的发生、发展密切相关。
因此，本研究以卵巢癌细胞ES-2为研究对象，初步探讨UBR5在其中的功能。
二、材料与方法1. 材料：选用卵巢癌细胞系ES-2及正常卵巢上皮细胞作为实验材料。
2. 方法：通过免疫荧光、Western blot等方法检测ES-2细胞中UBR5的表达情况；利用siRNA干扰技术下调UBR5的表达，观察对ES-2细胞增殖、凋亡等生物学特性的影响；通过泛素化实验探究UBR5对蛋白质降解的影响。
三、实验结果1. UBR5在ES-2细胞中的表达：实验结果显示，ES-2细胞中UBR5的表达水平较高，且主要定位于细胞质。
2. UBR5对ES-2细胞增殖的影响：通过siRNA干扰技术下调UBR5的表达后，ES-2细胞的增殖能力显著降低，表明UBR5对ES-2细胞的增殖具有促进作用。
3. UBR5对ES-2细胞凋亡的影响：下调UBR5的表达后，ES-2细胞的凋亡率显著增加，表明UBR5可能抑制了细胞的凋亡。
4. UBR5对蛋白质降解的影响：泛素化实验结果显示，下调UBR5的表达后，细胞内蛋白质的降解速度加快，表明UBR5在蛋白质降解过程中发挥重要作用。
四、讨论本研究初步探讨了E3泛素连接酶UBR5在卵巢癌细胞ES-2中的功能。
实验结果显示，UBR5在ES-2细胞中高表达，且对细胞的增殖和凋亡具有调控作用。
下调UBR5的表达后，ES-2细胞的增殖能力降低，凋亡率增加，同时蛋白质的降解速度加快。
泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展
因子 。Ｃ ｅ 等 ｌ］ ｈ ｎ ｌ检测 了前列腺癌标 本中 ７ 基组成 的小 的可溶性 蛋 白质 ，在 大多数 １ Ｈ Ｃ ． ２ Ｅ Ｔ家族 这个 家族 的第一 个成 ＷＷＰ （ １ 一种泛素 连接酶 ）基 因的扩增 、 真 核细胞 中它都 以高浓度存 在 ．细胞 中 员 是 Ｅ Ａ （ ６ａｓｃａ ｄｐｏ ｉ） 它 和 ｍ Ｎ 的 转 录 及 突 变 情 况 。 结 果 显 示 ６ Ｐ Ｅ ． ｏｉｔ ｒｔ ｎ 。 ｓ ｅ ｅ Ｒ Ａ
实用医学 杂志 ２ ０ 年第 ２ 卷第 ８ ０９ ５ 期
ｌ ４１ ３
泛素连接酶 Ｅ 肿 瘤关 系 的研 究 进 展 ３和
程翌 综述 郑 国荣 审校
决定 蛋 白质最后 命运 的是 一类蛋 白 （ —ｎ ｌ Ｅ ） 族 、 Ｅ Ｔ（ｏ ｌ ｙｔ 环 指相关 蛋 白。环 指蛋 白结 构域包 含特 Ｎ ｅｄｒ ｅ ３ 家 ｕ Ｈ Ｃ ｈｍｏ ｇ ｏ ｏ 水 解酶 ，在 真核细胞 中主 要有 两种蛋 白 Ｅ Ａ —ｅｍｉｕ）家族 、环 指 Ｅ （ Ｉ Ｇ 征 性序 列 （ ／ （ ／ ＨＨ Ｒ， 序列 包 ６ ＰＣＴ ｒ ｎ ｓ ３ＲＮ Ｒ Ｋ） Ｒ Ｋ） Ｃ 此
质 的一级结构 非常保守 ．酵母 和人 之间 和 降解 。 Ｅ ＴＥ Ｈ Ｃ ３包含一段 和 Ｅ Ａ ６ Ｐ同源 的 高标达 促进 了前 列腺 癌 细胞 系 ２ Ｒ ｌ ２ ｖ 只 有 ３ 氨 基 酸 的 差 别 ［３ 个 ｉ］ －。泛 素 激 活 酶 的 ３ ０氨 基 酸 的 Ｃ 末 端 ，通 过 这 段 区域 克隆形成。 ５ 一 在另一个 Ｐ 一 Ｃ ３细胞系 中， 抑制 （ｂｑ ｉｎａｔ ａｉ ｎｙ ｅ Ｅ ） 泛 素 化 介导泛素 的结合 。 一 ｕ ｉ ｔ —ｃｖｔ ｇｅｚｍ ， １ 在 ｕｉ ｉ ｎ Ｎ 末端 高度 可变性 ， 可 ＷＷＰ １的表达 ． 细胞 生 长受阻 ． 使 增强 了 反应 中起 关键作用 ．它 是催化 泛素 活化 能 和 底 物 识 别 有 关 。 Ｔ ＦＢ介 导 的生 长抑 制 。这些 结果 提示 Ｇ— 的第一 步反应 。这 个反 应本身 就是一 个 １ ． 环指 Ｅ ３ ３家 族 这 是 最 大 的 Ｅ ３家 Ｗ ＷＰ 基因为癌基 因， １ 它通过使 Ｔ Ｆ１功 Ｇ一 ３ 多步反应 ， 而且是一个 Ａ Ｐ依赖过程 泛 族 ，包含经 典的 Ｃ Ｈ Ｃ Ｔ ３ ２ ３或 Ｃ ＨＣ ３ ４环指 能失活促 进了前列腺癌的发生。 ｓｉ ｌ Ｔ ａ 等＿］ ８ 素 结 合 酶 （ｂｑ ｉｎｃｎｕａｉｇｅｚｍｅ ｕ ｉｕｔ ．ｏｊｇｔ ｎｙ 结 构域 。此结构 域有特 征性 的线状 结构 研 究 了另一种 泛素 连接 酶 ｇ ７ ｉ ｎ ｐ ８的功能 。 ｓ Ｘ２－ － ・ － － ・ Ｃｙ Ｘ９ ３ Ｃｙ Ｘ１ － － Ｈｉ Ｘ２ － ／ Ｃ Ｅ ）接受 Ｅ 转来 的泛素形成相应 的 Ｅ ． Ｃｙ － ・ ｓ－ ・ ９－ ｓ－ ３－ ｓ－ ３・ ｙｓ ｇ ７ ２ １ ２ ｐ ８的靶 蛋 白是 Ｋ Ｉ ，抑 制 ｇ ７ Ａ１ ｐ ８的表 ｕ 硫醚 。 ｂ 该酶是一个大 的家族 ， 该家族成 Ｈｉ．２ Ｃ ｓＸ４ ４ 一 ｙ ． ． ｓ 可 以 是 达 ， 高 Ｋ Ｉ 丰 度 ， 降 低 肉 瘤 细 胞 系 ｓｘ 一 ｙ ， ． ８ Ｃ ｓＸ２ Ｃｙ ｆ Ｘ 提 Ａ１ 能 员 在分子 大小 、 结构和功 能上都有 差别 。 任何 氨基 酸残基 。但 在特 定 的位置 还有 的转移 潜力。 某些 Ｅ ２在 体外 能直 接把 泛 素转 移 到底 特定 的氨基 酸残基 ） 包含 ４对 金属结 合 ３ 泛素连接酶可作为肿瘤治疗的新靶点 ． 物 ，但 在 大 多数 情 况 下 是 泛 素 连 接 酶 残基 。每分 子的环 指结构 域通 过十 字架 由于泛 素连 接 酶和 肿 瘤关 系密切 ， （ｂｑ ｉｎｌ ａｅ Ｅ ）参与底物 的识别 。 系 统结 合两 个锌原 子 ， 、 ｕ ｉ ｔ ｇｓ， ３ ｕｉ ｉ １ ３半 胱氨 酸／ 组 因此 它可 以作用 肿瘤 治疗 的新靶 点 。理 它在调 节泛素与底 物连 接的特 异性上 起 氨 酸组 成 第 一 个 结 合 位点 ， 、 ２ ４半 胱 氨 想 的 肿 瘤 治 疗 靶 点 必 须 满 足 以下 几 个 条 着 中心作用［５ ４１ －。 酸／ 组氨酸组成第二个结 合位点 。 环指 Ｅ 件 ： ３ 它在肿 瘤发 生中发挥 重要作 用 ； 抑制
e3 连接酶基因 -回复
e3 连接酶基因-回复e3连接酶基因是一种在细胞中广泛存在的重要酶基因之一。
本文将以此为主题，逐步讨论e3连接酶基因的定义、功能、结构和调控机制，以及它在细胞中的生理意义和相关疾病中的作用。
首先，让我们了解一下e3连接酶基因的定义。
e3连接酶基因是编码连接酶（ligase）的基因，连接酶是一种催化酶，它能够将两个分子或基因片段连接在一起。
在细胞中，连接酶在DNA修复、DNA重组、转录调控、蛋白质泛素化和降解等生物过程中起着重要的作用。
其次，让我们来了解一下e3连接酶基因的功能。
e3连接酶基因编码的连接酶可以将两个DNA分子连接在一起，形成一个连续的DNA链，同时也可以将蛋白质标记为具有特定功能的泛素链。
连接酶在细胞中参与DNA 的修复和重组，保证基因组的稳定性；同时，它也参与了蛋白质的降解和调控，维持细胞内蛋白质的稳态平衡。
e3连接酶基因的结构也是我们需要关注的一个方面。
一般而言，e3连接酶基因是由多个外显子和内含子组成的，其中外显子编码连接酶的各个功能区域，而内含子则进行基因的表达和调控。
连接酶的功能区域包括催化结构域和底物结合位点，催化结构域决定了连接酶的催化活性，底物结合位点则决定了连接酶与底物的结合亲和力。
e3连接酶基因的调控机制是细胞内多个调控因子共同作用的结果。
例如，转录因子和miRNA可以通过调节e3连接酶基因的转录水平来影响连接酶的表达量；底物的结合和泛素化过程则受到其他酶的调控。
此外，连接酶的产物泛素也能反馈调控e3连接酶基因的表达。
在细胞中，e3连接酶基因的生理意义是维持细胞的正常功能和基因组的稳定性。
连接酶能够修复DNA链断裂、连接DNA片段，确保基因组的完整性和稳定性。
在转录和蛋白质调控中，连接酶发挥着将泛素链与蛋白质结合的作用，参与蛋白质的降解和调控。
此外，连接酶还能够通过结合其他功能蛋白，参与DNA修复和细胞周期调控等生物过程。
最后，让我们来探讨一下e3连接酶基因在相关疾病中的作用。
线粒体E3泛素连接酶MARCH5表达上调促进肝癌生长
•424 •现代生物医学进展 Progress in Modern Biomedicine VoL21 NO*3 FEB»2021doi: 10.13241/ki.pmb.2021.03.005线粒体E3泛素连接酶MARCH5表达上调促进肝癌生长*耿西林1张静1李晖1杨宇宇2张煜1常虎林1A(1陕西省人民医院肝胆外科陕西西安7丨〇〇68;2通用环球西安西航医院外一科陕西西安710021)摘要目的：膜相关辞指蛋白MARCH5(membrane-associatedRING-C H5)是定位于线粒体外膜的E3泛素连接酶，在调控线粒体分裂融合相关蛋白的表达中发挥重要作用。
以往研究在多种肿瘤中证实了线粒体分裂融合的异常，但目前MARCH5在肝癌中的表达与生物学作用均不清楚。
本研究旨在探讨MARCH5在肝癌组织与细胞系中的表达及其在肿瘤生长中的调控作用。
方法：1).利用免疫组化实验检测62对肝癌癌与癌旁组织中MARCH5表达，以明确MARCH5在肝癌中的表达是否发生了异常改变。
2)_ 利用qRT-PCR与Western b lo t实验检测4株肝癌细胞（SNU-354、SNU-368、H LE与HLF)与1株正常肝细胞HL7702中MARCH5表达，进一步分析MARCH5在肝癌细胞系中的表达改变。
3).下调肝癌细胞中MARCH5表达后，利用E D U实验与克隆形成实验分析对肝癌细胞增殖与克隆形成能力的影响。
结果：1).MARCH5在肝癌组织中表达显著高于癌旁组织。
2).MARCH5 在4株肝癌细胞中的表达均显著高于正常肝细胞。
3).下调MARCH5表达可显著抑制肝癌细胞的增殖与克隆形成。
结论：MARCH5在肝癌中表达显著上调并通过诱导增殖与克隆形成而促进肝癌的生长。
关键词:MARCH5;线粒体；增殖；克隆形成；肝癌中图分类号:R-33;Q244;R735.7 文献标识码:A文章编号：1673-6273(2021 )03-424-05Over-expression of MARCH5 Promotes Tumor Growth in Liver Cancer* GENGXi-Iin', ZHANG Jing1, LIH ui1, YANG Yu-yii, ZHANG Yu', CHANG Hu-lin'A(1 Department o f H epatobiliary Surgery, Shaanxi Provincial People's Hospital, Xi'an, Shaanxi, 710068, China;2 Department o f g eneral surgery, Xi'an Xihang hospital, Xi'an, Shaanxi, 710021, China)ABSTRACT Objective:MARCH5 (membrane-associated RING-CH 5) is an E3 ubiqutin-protein that localized in mitochondrial membrane and functions as a regulator of mitochondrial morphology.Previous studies have indicated the close link between mitochondrial dynamic dysfunction and cancer.However,the expression and biological functions of MARCH5 in liver cancer remains unclear. The present study aims to explore the expression and tumor growth promotive role of MARCH5 in liver cancer.Methods: 1.Immunohis-tochemistry analysis was applied to evaluate the expression of MARCH5 in 62-paired tumor and peritumor tissues of liver cancer. 2. MARCH5 expression was further evaluated in four human liver cancer cell lines(SNU-354, SNU-368, HLE and HLF)and one normal liver cell line HL-7702. 3.The effects of MARCH5 knockdown on the proliferation and colony formation were determined by EDU (5-Ethynyl-2'-deoxyuridine)and colony formation assays in liver cancer SNU-368 cells.Results: 1.MARCH5 expression was significantly increased in tumor tissues of liver cancer when compared with peritumor tissues(P<0.001). 2.MARCH5 expression was significantly higher in four liver cancer cell lines than in normal liver cancer cell. 3.MARCH5 knockdown suppressed both proliferation and colony formation in liver cancer cells.Conclusion:MARCH5 over-expression promotes liver cancer growth through increasing cell proliferation and colony formation.Key words:MARCH5; Mitochondrial;Proliferation;Colony formation;Liver cancerChinese Library:R-33; Q244; R735.7 Document code:AArticle ID: 1673-6273(2021)03-424-05刖目线粒体在细胞能量代谢、凋亡、钙离子与氧化还原稳态调 控中发挥重要作用M。
Smurf2与肿瘤关系的研究进展
Smurf2与肿瘤关系的研究进展郭晓玲;曹勤;蔡瑜;沈锡中【摘要】Smad泛素化调节因子2(Smurf2)属于泛素蛋白水解酶途径中的一种E3泛素连接酶.研究发现Smurf2与肿瘤的发生、发展密切相关,其在肿瘤中的作用并不单纯依赖于泛素连接酶活性,亦可通过其他方式参与细胞增殖、凋亡、衰老、迁移等过程,从而调控肿瘤的发展.本文就Smurf2与肿瘤关系的研究进展作一综述.【期刊名称】《胃肠病学》【年(卷),期】2014(019)001【总页数】3页(P54-56)【关键词】Smurf2;肿瘤;E3泛素连接酶;细胞增殖【作者】郭晓玲;曹勤;蔡瑜;沈锡中【作者单位】上海中医药大学附属普陀医院消化科 200062;上海中医药大学附属普陀医院消化科 200062;复旦大学附属中山医院消化科;复旦大学附属中山医院消化科【正文语种】中文Smad泛素化调节因子2(Smurf2)属于泛素蛋白水解酶途径中的E3泛素连接酶，在调节胚胎发育以及转化生长因子-β(TGF-β)信号通路介导的多种细胞反应中发挥重要作用[1]。
泛素蛋白水解酶途径可通过特异性泛素化修饰与靶蛋白精密结合，选择性降解细胞内蛋白质，参与细胞生命活动调节[2]。
泛素蛋白水解酶途径由泛素、E1泛素活化酶、E2泛素结合酶、E3泛素连接酶、26S蛋白酶体以及泛素解离酶等组成。
泛素由E1泛素活化酶激活，传递至E2泛素结合酶，在E3泛素连接酶的作用下与特异性底物结合，形成与靶蛋白连接的多泛素链，从而导致靶蛋白被蛋白水解酶识别和降解。
E3泛素连接酶是其中最为关键的因子，可对不同底物进行特异性识别，呈现蛋白降解的高度选择性[3]。
近来研究显示，Smurf2在肿瘤的发生、发展过程中发挥一定作用，本文就Smurf2与肿瘤关系的最新研究进展作一综述。
一、Smurf2的结构与功能E3泛素连接酶类是一个庞大的蛋白家族，主要包括含有E6-相关蛋白羧基末端同源结构域(HECT)的E3酶、含有环指状结构域的E3酶以及含有U-box结构域的E3酶。
e3连接酶作用机制
e3连接酶作用机制e3连接酶是一类重要的酶，其作用是将底物蛋白与泛素结合在一起，从而标记被泛素化的蛋白进行降解。
泛素化是一个重要的细胞调控机制，通过这一过程，细胞可以调控蛋白的稳定性、活性以及相互作用，从而影响细胞的生理功能。
在这个过程中，e3连接酶起着至关重要的作用，它能够选择性地识别底物蛋白，并将其泛素化，从而将其标记为待降解的蛋白。
e3连接酶的作用机制主要包括以下几个步骤：1. 底物识别：e3连接酶通过其结构域具有选择性地识别特定的底物蛋白。
在这一步骤中，e3连接酶能够通过与底物的相互作用，确定底物是否需要被泛素化以及泛素化的位置。
2. 底物泛素化：一旦底物被e3连接酶识别，e3连接酶将底物蛋白与泛素结合在一起。
这一过程涉及到泛素激活、泛素转移和泛素连接三个步骤。
在泛素激活步骤中，泛素激活酶（E1）将泛素激活为泛素蛋白，在泛素转移步骤中，泛素转移酶（E2）将泛素从E1转移至e3连接酶，最后在泛素连接步骤中，e3连接酶将泛素连接至底物上。
3. 底物降解：一旦底物被泛素化，它将被送往蛋白骨架附近的蛋白解体酶复合物进行降解。
在这一过程中，被泛素化的底物蛋白将被解体酶降解为短的肽链，最终释放出氨基酸，以供细胞再利用。
总的来说，e3连接酶在泛素化过程中扮演着决定性的角色。
它通过底物的识别、泛素连接和酶解等步骤，调控着受体蛋白的去活性、稳定性和相互作用，并最终影响细胞的生理功能。
研究表明，e3连接酶的异常表达或突变会导致细胞失衡，从而引发多种疾病，包括癌症、神经退行性疾病和自身免疫性疾病等。
因此，对e3连接酶的进一步研究和了解将有助于揭示细胞调控的机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。
以上所述是关于的简要介绍，涵盖了其底物识别、泛素化和底物降解等三个主要步骤。
希望对您有所帮助。
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塞旦医堂盘壹!螋箜簦踅鲞第一璺塑泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展决定蛋白质最后命运的是一类蛋白水解酶.在真核细胞中主要有两种蛋白质水解体系负责蛋白质的降解:溶酶体(1ysome和泛素一蛋白酶体(ubiquitin. proteasome。
前者为人们所熟知,后者是近20年来科学家重点研究的目标。
蛋白质泛素一蛋白酶体降解途径包括两个组成部分:首先是泛素与一系列关联酶协同作用,把要降解的目标蛋白质泛素化,使蛋白质变性并打上标记,以便为蛋白酶体所识别:第二部分是26S 的蛋白酶体复合物.它降解泛素化的蛋白质.同时释放出游离的泛素.并可再次被利用。
泛素是一个只有76个氨基酸残基组成的小的可溶性蛋白质.在大多数真核细胞中它都以高浓度存在,细胞中一半的泛素多与蛋白质耦联存在。
蛋白质的一级结构非常保守.酵母和人之间只有3个氨基酸的差别卜“。
泛素激活酶(ubiquitin.activating enzyme.E1在泛素化反应中起关键作用,它是催化泛素活化的第一步反应。
这个反应本身就是一个多步反应,而且是一个ATP依赖过程。
泛素结合酶(ubiquitin.conjugating enzyme, E2接受El转来的泛素形成相应的E2一Ub硫醚。
该酶是一个大的家族.该家族成员在分子大小、结构和功能上都有差别。
某些E2在体外能直接把泛素转移到底物.但在大多数情况下是泛素连接酶(ubiquitin ligase.E3参与底物的识别,它在凋节泛素与底物连接的特异性上起着中心作用L4-s]。
26S蛋白酶体是一个由70多个亚基所组成的巨大的复合分子,分子量接近2000000。
它由两部分组成:20S核心蛋白酶体及19S调节复合物或1IS调节复合物。
已发现20S蛋白酶体有j种明显的酶活性:类似胰凝乳蛋白酶活性、类似胰蛋白酶活性和谷氨酰后水解活性[6-7]。
泛素一蛋白酶体系统降解蛋白的特异性由泛素连接酶E3决定,因此,泛素连接酶E3引起研究人员的极大关注。
1泛素连接酶E3的结构和功能泛素连接酶E3是~个蛋白家族.根据结构可以分为4类:N~末端规则E3作者单位:430070广州军区武汉总医院消化内科程翌综述郑国荣审校(N.end rule E3家族、HECT(homology toE6AP C.Terminus家族、环指E3(RINGfinger家族、环指相关E3家族。
1.1N一末端规则E3家族蛋白质出现的一些使它被降解的特征叫做降解信号.第一类被发现的降解信号是蛋白质N末端出现变性的氨基酸残基,这种现象被称为N末端规则.识别变性的N末端残基的E3被称为N末端规则E3。
此类E3至少有2类底物识别位点:一类是特异性识别N末端精氨酸、赖氨酸和组氨酸残基(I型,另一类识别N末端疏水性残基.包括丙氨酸、色氩酸、亮氨酸、酪氨酸、异柠檬酸(11型[vlo]。
1.2HECT家族这个家族的第一个成员是E6AP(E6.associated protein。
它和癌蛋白E6一起促进P53蛋白的泛素化和降解。
HECT E3包含一段和E6AP同源的350氨基酸的C一末端,通过这段区域介导泛素的结合。
N一末端高度可变性,可能和底物识别有关。
1.3环指E3家族这是最大的E3家族.包含经典的C3H2C3或C3HC4环指结构域。
此结构域有特征性的线状结构Cys.X2.Cys.X9.39..Cys.X13-His..X23..Cys/ His.x2.Cys.X4.48.Cys—X2.Cys(X可以是任何氨基酸残基.但在特定的位置还有特定的氨基酸残基,包含4对金属结合残基。
每分子的环指结构域通过十字架系统结合两个锌原子.1、3半胱氨酸/组氨酸组成第一个结合位点.2、4半胱氨酸/组氨酸组成第二个结合位点。
环指E3家族了解最清楚的是SCF复合物in-13]。
1.4环指相关E3家族包括U.box蛋白、PHD(plant homeo—domain、FYVE蛋白。
U.box蛋白是含有一段70个氨基酸的共同结构域的蛋白。
U.box蛋白共有序列和环指蛋白类似,但缺乏锌结合残基。
近来研究发现,在缺乏其他类型E3情况下.U.box蛋白能够和El、E2一起介导底物的降解,因此,U.box蛋白被认为是一类新的E3。
PHD蛋白是环指蛋白的变体.它有环指蛋白类似空间结构的8个半胱氨酸和组氨酸残基。
但它在第4个锌原子结合位点是半胱氨酸残基而不是组氨酸残基,第7个位点是变化的色氨酸残基。
细胞内更多的PHD蛋白E3活性还需要进一步证实。
FYVE蛋白也属于1341环指相关蛋白。
环指蛋白结构域包含特征性序列(R/K(R/KHHCR,此序列包含第3个锌原子结合残基以及磷脂酰肌醇结合位点。
但FYVE蛋白仅用半胱氨酸和锌原子结合忡”】。
2泛素连接酶和肿瘤的关系大量研究表明泛素连接酶和肿瘤的发生、发展、转移密切相关。
Bromberg 等f161发现RNF5(一种泛素连接酶在乳腺癌标本和细胞系中高标达,抑制RNF5的表达可以使肿瘤细胞生长受阻。
RNF5高表达的患者生存期缩短。
这些研究结果提示RNF5可能是一个新的肿瘤促进因子。
Chen等[171检测了前列腺癌标本中WWPI(一种泛素连接酶基凶的扩增、mRNA的转录及突变情况。
结果显示WWPI表达增强。
突变不常见。
WWPI的高标达促进r前列腺癌细胞系22Rvl克隆形成。
在另一个PC一3细胞系中,抑制WWPl的表达。
使细胞生长受阻,增强了TGF—B介导的生长抑制。
这些结果提示WWPI基困为癌基因,它通过使TGF—B功能失活促进了前列腺癌的发生。
Tsai等.馆] 研究了另一种泛素连接酶gp78的功能。
gp78的靶蛋白是KAI!,抑制gp78的表达.提高KAll丰度.能降低肉瘤细胞系的转移潜力。
3泛素连接酶可作为肿瘤治疗的新靶点由于泛素连接酶和肿瘤关系密切.因此它可以作用肿瘤治疗的新靶点。
理想的肿瘤治疗靶点必须满足以下几个条件:它在肿瘤发生中发挥重要作用;抑制它的活性可使细胞生长受阻或细胞凋亡:药物容易到达:它在正常细胞中不表达或低表达.抑制它的活性对正常细胞影响很小。
有几种E3比较符合上述条件。
3.1HDM2(human counterpart of Mdm2E3HDM2在正常组织中表达很低.而在一些肿瘤中高表达,包括乳腺癌、软组织肉瘤、食管癌、肺癌等。
HDM2的直接靶分子是p53,HDM2和p53结合,发挥E3的活性.促进p53泛素化降解。
HDM2表达越高,肿瘤预后越差。
抑制HDM2的活性。
可以恢复p53的功能.促进肿瘤细胞的凋亡。
所以HDM2是很好的作用靶点。
由于缺乏HDM2特异性的抑制剂,因此,常用的策略是干扰HDM2.p53的相互作万方数据1342用,或者抑制HDM2的表达。
ARF/p14可以与HDM2结合,促进HDM2的降解,稳定p53。
ARF衍生的肽段可以用来抑制HDM2z t9-20]。
3.2lAP(inhibitor of apoptosis proteinE3lAP E3家族蛋白都含有一个或几个BIR结构域,能够抑制凋亡。
IAP家族至少有8个成员,XIAP、CIAP.1、ClAP.2、TslAP、NIAP、Survivin、Livin、Apollon。
其中抗凋产能力最强的是XIAP,它能抑制caspase。
与抗凋亡能力相对应的是,lAPs 家族成员在人类大部分肿瘤中是高表达的.而在正常组织和分化终末组织中低表达。
肿瘤细胞对传统治疗的耐受也与过量表达IAPs蛋白有关。
IAPs蛋白对caspases的抑制受到线粒体蛋白Smac的负性调控。
Smac通过N端4个氨基酸残基和lAPs结合,阻止IAPs对caspases的抑制。
在以IAPs为靶向的治疗策略中.用Smac衍生的肽段,N端包含4个氨基酸识别残基,可以很好地抑制lAPs的活性-2t-22]。
3.3SCF复合物SCF复合物包含Skpl、Cullins、F.box蛋白、ROC/Rbx/SAG 环指蛋白,其中Cullins的作用是为复合物各个组分提供作用平台。
环指蛋白识别E2,Skpl.F.box识别底物。
通过不同的F-box蛋白。
介导不同底物的降解。
SCF复合物的组分发现在许多肿瘤中高表达[23-zs]。
4展望泛素一蛋白酶体系统在肿瘤中的重要作用逐渐被人们所认识。
以蛋白酶体为靶向性的治疗在肿瘤治疗中显示出良好的疗效,但这类药物有一个显而易见的缺陷是缺乏特异性。
在杀死肿瘤细胞时对正常细胞已有影响.虽然这种影响还没有完全明了。
泛素一蛋白酶体系统的底物特异性南E3酶决定.因此以E3为肿瘤治疗靶点比以蛋白酶体为靶点更合理。
利用高通量方法筛选出E3的特异性的抑制剂将为肿瘤治疗提供新的武器。
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