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Science:新突破!UBE2O是蛋白复合体中的孤儿蛋白的质量控制因子

来源:本站原创 2017-08-08 22:48


2017年8月8日/生物谷BIOON/---很多新生蛋白按照确定的化学计量比例被组装成多蛋白复合体。在这些多蛋白复合体中,单个蛋白亚基合成的不平衡会导致孤儿蛋白(orphan protein,即过量的蛋白亚基)。降解多蛋白复合体中的孤儿蛋白是细胞的一个主要的质量控制问题。科学家们对细胞如何识别这些“孤儿蛋白”,并且对它们进行选择性地标记以便被蛋白酶体降解,知之甚少。

如今,在一项新的研究中,来自英国医学研究委员会分子生物学实验室的研究人员鉴定出一种蛋白质量控制通路在人体中大量存在的一些蛋白复合体---血红蛋白和核糖体---中发挥着作用。他们证实这个过程中的一个关键组分是一种保守的被称作UBE2O的泛素偶联酶,它识别底物,对这些底物进行标记以便被蛋白酶体降解。相关研究结果发表在2017年8月4日的Science期刊上,论文标题为“UBE2O is a quality control factor for orphans of multiprotein complexes”。

其他的质量控制通路往往利用不同的因子(经常是分子伴侣)进行靶标选择、泛素提供和泛素偶联。将所有这三种活性编码在单个蛋白(即UBE2O)中为开展详细的机制分析和结构分析提供一种易处理的途径。这意味着是UBE2O是一种具有泛素偶联酶(E2)和泛素连接酶(E3)活性的杂合酶。

在这项新的研究中,这些研究人员利用一种引入三个碱性氨基酸残基(three basic residues, 3R)的跨膜结构域和不含细胞的细胞质提取物,研究哪些质量控制因子识别3R,结果发现在不存在一种独立的泛素连接酶的情形下,一种保守的被称作UBE2O的泛素偶联酶直接识别未组装的蛋白上的并列分布的碱性氨基酸小片段(basic patch)和疏水性氨基酸小片段(hydrophobic patch)来介导泛素化。

这些研究人员发现在网织红细胞中,UBE2O高度上调表达,并且UBE2O对未与β-珠蛋白组装在一起的α-珠蛋白进行选择性泛素化。在非红系细胞中,不与核输入因子结合在一起的核糖体蛋白也是UBE2O的靶标,即也是UBE2O的底物。

由上可知,UBE2O是一种独立的质量控制因子,具有底物识别和泛素转移活性,能够高效地靶向多蛋白复合体中的孤儿蛋白以便被蛋白酶体降解。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Kota Yanagitani, Szymon Juszkiewicz, Ramanujan S. Hegde. UBE2O is a quality control factor for orphans of multiprotein complexes. Science, 04 Aug 2017, 357(6350):472-475, doi:10.1126/science.aan0178

Randolph Y. Hampton, Catherine Dargemont. New developments for protein quality control. Science, 04 Aug 2017, 357(6350):450-451, doi:10.1126/science.aao1896

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