泛素化蛋白修飾

1、泛素化蛋白修飾泛素化蛋白修飾 Protein Modification by Ubiquitination北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生課程：細(xì)胞信息與調(diào)控北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生課程：細(xì)胞信息與調(diào)控2010年年10月月13日日The Central Dogma （Revised)DNARNAProteinBreakdownModification & DegradationE1-E1E2-E2底物底物E3ATPAMP+PPiUbUbUb蛋白酶體蛋白酶體泛素蛋白酶體通路泛素蛋白酶體通路Ub: 泛素泛素 (Ubiquitin)，一高度保守的，由，一高度保守的，由76個氨基酸組成的多肽。個氨基酸組成的多

2、肽。E1: 泛素激活酶泛素激活酶 (Ubiquitin-activating enzyme)，人類僅有，人類僅有2種種E1。E2: 泛素載體蛋白泛素載體蛋白 (Ubiquitin-carrier protein)， 人類約有人類約有 30 種種E2s。E3: 泛素蛋白連接酶泛素蛋白連接酶 (Ubiquitin-protein ligase)， 人類有人類有500多種多種E3s 。9 泛素化泛素化(ubiquitination)即蛋白質(zhì)被泛素即蛋白質(zhì)被泛素(ubiquitin，由，由76個氨基酸組成的多肽）共價個氨基酸組成的多肽）共價修飾的過程，在幾乎所有的真核細(xì)胞活動中起修飾的過程，在幾乎所有

3、的真核細(xì)胞活動中起著關(guān)鍵作用。泛素著關(guān)鍵作用。泛素 蛋白酶體蛋白酶體(proteasome)通通路則是真核細(xì)胞內(nèi)最主要的蛋白質(zhì)路則是真核細(xì)胞內(nèi)最主要的蛋白質(zhì)降解降解途徑。途徑。泛素化調(diào)控的細(xì)胞活動至少包括泛素化調(diào)控的細(xì)胞活動至少包括: 細(xì)胞周期細(xì)胞周期（Cell cycle progression）細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡（Apoptosis）轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控（Transcriptional regulation）DNA修復(fù)修復(fù)（DNA repair）免疫應(yīng)答免疫應(yīng)答（Immune response）蛋白質(zhì)降解及質(zhì)量控制蛋白質(zhì)降解及質(zhì)量控制（Protein degradation and qualit

4、y control )2The Nobel Prize in Chemistry 2004 for the discovery of ubiquitin-mediated proteolysis Aaron Ciechanover Avram Hershko Irwin Rose 阿龍阿龍.西查諾瓦西查諾瓦 阿夫拉姆阿夫拉姆.赫希科赫?？?歐文歐文.羅斯羅斯 3近年與泛素蛋白酶體相關(guān)的近年與泛素蛋白酶體相關(guān)的PubMed論論文數(shù)在持續(xù)增長文數(shù)在持續(xù)增長4篇數(shù)篇數(shù)年份年份本專題內(nèi)容本專題內(nèi)容1. 泛素蛋白酶體通路的組成及重要性泛素蛋白酶體通路的組成及重要性2. 泛素化與泛素化酶泛素化與泛素化酶3

5、. 去泛素化酶去泛素化酶4. 泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生5. 蛋白酶體構(gòu)成蛋白酶體構(gòu)成6. 蛋白酶體抑制劑與藥物蛋白酶體抑制劑與藥物7. 調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制8. 類泛素蛋白（類泛素蛋白（SUMO, NEDD8, ISG15, APG8, APG12， PUP等）等）5中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社，中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社， 2008年年 泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解Ubiquitin-Mediated Proteolysis主編：邱小波主編：邱小波 王琛王琛 王琳芳王琳芳參考書參考書陳竺和諾貝爾獎得主陳竺和諾貝爾獎得主Aaro

6、n Ciechanover作序作序蛋白質(zhì)泛素化研究簡史蛋白質(zhì)泛素化研究簡史1975年，年，Goldstein誤將泛素（誤將泛素（Ubiquitin)當(dāng)作胸腺激素而發(fā)現(xiàn)。當(dāng)作胸腺激素而發(fā)現(xiàn)。 1977年，年，Goldknopf和和Busch認(rèn)定組蛋白認(rèn)定組蛋白2A與泛素以異肽鍵（與泛素以異肽鍵（Isopeptide Bond）結(jié)合。）結(jié)合。 1977年，年，Goldberg證明人類細(xì)胞中存在一可溶的，直接依賴于能量的非溶證明人類細(xì)胞中存在一可溶的，直接依賴于能量的非溶 酶體類蛋白酶酶體類蛋白酶 。1978年，年，Ciechanover 和和 Hershko發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了APF-1是是Goldber

7、g系統(tǒng)中蛋白酶系統(tǒng)中蛋白酶 系的必要成分，結(jié)果發(fā)表在系的必要成分，結(jié)果發(fā)表在BBRC。1980年，年，Ciechanover，Hershko和和Rose等人證明了等人證明了APF-1與當(dāng)時已被發(fā)與當(dāng)時已被發(fā) 現(xiàn)的泛素是同一物質(zhì)現(xiàn)的泛素是同一物質(zhì) 。1984年，年，F(xiàn)inley和和Varshavsky等發(fā)現(xiàn)泛素在細(xì)胞周期中的重要性。等發(fā)現(xiàn)泛素在細(xì)胞周期中的重要性。 1987年，年，Goldberg和和Rechsteiner兩個小組幾乎同時分離出分子量很大的兩個小組幾乎同時分離出分子量很大的 依賴于依賴于ATP并降解泛素化底物的蛋白水解酶。并降解泛素化底物的蛋白水解酶。1988年，年，Goldbe

8、rg將這種蛋白水解酶命名為將這種蛋白水解酶命名為Proteasome（蛋白酶體）。（蛋白酶體）。1997年，年，Yeh 等小組發(fā)現(xiàn)類泛素蛋白等小組發(fā)現(xiàn)類泛素蛋白SUMO和和NEDD8的功能。的功能。2003年，美國年，美國FDA批準(zhǔn)了用批準(zhǔn)了用Velcade來治療多發(fā)性骨髓瘤；來治療多發(fā)性骨髓瘤； Velcade 是是 在在Goldberg發(fā)明的蛋白酶體抑制劑發(fā)明的蛋白酶體抑制劑MG132的基礎(chǔ)上研發(fā)而成的。的基礎(chǔ)上研發(fā)而成的。2004年，年，Ciechanover，Hershko和和Rose因發(fā)現(xiàn)泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解共因發(fā)現(xiàn)泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解共 同獲得諾貝爾化學(xué)獎。同獲得諾貝爾化學(xué)獎。20

9、08年，年，Darwin等在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)類泛素化修飾。等在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)類泛素化修飾。7Figure 8-34 Ubiquitin (泛素）泛素）泛素由泛素由76個氨基酸殘基組成，其中包括個氨基酸殘基組成，其中包括7個賴氨酸殘基個賴氨酸殘基(K), 其其C末端可與末端可與底物的賴氨酸殘基形成異肽鍵，從而引起底物泛素化。泛素的底物的賴氨酸殘基形成異肽鍵，從而引起底物泛素化。泛素的K11、K29、K48和和K63均能參與形成泛素與泛素間的異肽鍵均能參與形成泛素與泛素間的異肽鍵 (Isopeptide bond)。E1與與ATP結(jié)合后，催化泛素羧基末端結(jié)合后，催化泛素羧基末端腺嘌呤化，同時釋放無機(jī)焦磷酸（

10、腺嘌呤化，同時釋放無機(jī)焦磷酸（PPi）。）。E1活化位點的半胱氨酸硫醇活化位點的半胱氨酸硫醇激活泛素腺嘌呤核苷酸中間產(chǎn)物上的激活泛素腺嘌呤核苷酸中間產(chǎn)物上的羧基，形成一個羧基，形成一個泛素硫酯鍵泛素硫酯鍵。E2激活的重要條件是位于激活的重要條件是位于UBC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域的一個保守半胱氨酸催化位點與泛域的一個保守半胱氨酸催化位點與泛素羧基端形成一個素羧基端形成一個硫酯鍵硫酯鍵。E3催化被催化被E2活化的泛素活化的泛素C-端甘氨酸端甘氨酸與底物或下一個泛素的賴氨酸間形成與底物或下一個泛素的賴氨酸間形成泛素泛素異肽鍵異肽鍵 (Isopeptide bond)。11調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)內(nèi)吞，修飾和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)內(nèi)吞

11、，修飾和轉(zhuǎn)錄靶蛋白必須經(jīng)多聚泛素靶蛋白必須經(jīng)多聚泛素(多于多于4個泛個泛素分子素分子)修飾才能被蛋白酶體識別修飾才能被蛋白酶體識別與降解。與降解。泛素化模式（泛素化模式（Ubiquitination Modes）調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性和定位調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性和定位K48 polyubiquitylationK63 polyubiquitylationMonoubiquitylationMultiple monoubiquitylation12 a. RING finger domain（SCF復(fù)合體，復(fù)合體，APC， MDM2， Parkin, 和和c-Cb1） b. U-box domain（CHI

12、P) c. HECT domain（能與底物形成硫酯鍵能與底物形成硫酯鍵) d. N-End Rule E3的種類的種類13E3泛素連接酶以單體和復(fù)合體兩種形式存在泛素連接酶以單體和復(fù)合體兩種形式存在14Amerik and Hochstrasser, 2004去泛素化作用去泛素化作用 （Deubiquitination）15泛素泛素-C-末端水解酶末端水解酶 ，通常參與蛋白降解后泛素分子的再，通常參與蛋白降解后泛素分子的再利用及對多聚泛素鏈的修飾，也參與由泛素前體產(chǎn)生泛素利用及對多聚泛素鏈的修飾，也參與由泛素前體產(chǎn)生泛素單體的過程（如單體的過程（如UCH37UCH37、UCH-L1)UCH-

13、L1)。泛素特異性蛋白酶泛素特異性蛋白酶 ，參與去除蛋白質(zhì)上的多聚泛素鏈，也，參與去除蛋白質(zhì)上的多聚泛素鏈，也可從短泛素鏈的末端去掉單個泛素（如可從短泛素鏈的末端去掉單個泛素（如USP8)USP8)。去泛素化酶屬半胱氨酸蛋白酶，目前已發(fā)現(xiàn)去泛素化酶屬半胱氨酸蛋白酶，目前已發(fā)現(xiàn)9090多種。多種。去泛素化酶可分為兩類：去泛素化酶可分為兩類：去泛素化酶去泛素化酶(Deubiquitinating enzyme)16泛素化途徑的異常與人類重大疾病泛素化途徑的異常與人類重大疾病 神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕习Y）：神經(jīng)退行性疾病（如帕金森氏癥）：Parkin, UCH-L1 癌癥癌癥: BRCA1, CY

14、LD, Mdm2, Nrdp1, pVHL 傳染病病原體的入侵、致病機(jī)制傳染病病原體的入侵、致病機(jī)制: E6-AP17泛素連接酶泛素連接酶Parkin的失活與帕金森氏癥（的失活與帕金森氏癥（AR-JP)Current Opinion in Neurobiology 2004, 14:38438918Current Opinion in Neurobiology 2004, 14:384389Parkin Substrates19UCH-L1為一為一去泛素化酶，去泛素化酶，它在它在帕金森氏癥帕金森氏癥病人中的突變病人中的突變可能導(dǎo)致其酶活性的喪失，減少了泛素自由單體的供應(yīng)及可能導(dǎo)致其酶活性的喪失

15、，減少了泛素自由單體的供應(yīng)及底物蛋白的降解，進(jìn)而導(dǎo)致黑質(zhì)病變。底物蛋白的降解，進(jìn)而導(dǎo)致黑質(zhì)病變。帕金森氏癥中的去泛素化帕金森氏癥中的去泛素化20失調(diào)蛋白失調(diào)蛋白 底物底物 修飾修飾 腫瘤類別腫瘤類別SKP2 p27 (KIP) Polyubiquitylation Malignant melanomaMDM2 p53 Polyubiquitylation Non-small-cell lung cancer, soft-tissue carcinoma, colorectal cancer HAUSP p53, MDM2 De-ubiquitylation Non-small-cell lun

16、g cancer lymphoma APC Cyclin B, Polyubiquitylation Colorectal cancer securin FANCL FANCD2 Monoubiquitylation Fanconi anaemia-related cancers CYLD IKK De-ubiquitylation Cylindromatosis IAP2 BCL10 Polyubiquitylation MALT lymphomas CBL RTKs Multiple Lymphoma, AML and monoubiquitylation gastric carcinom

17、a pVHL HIFPolyubiquitinationvon Hippel-Lindau disease泛素化失調(diào)與腫瘤泛素化失調(diào)與腫瘤21 1 394 470 684 956 N末端末端C末端末端 TRAF2結(jié)合位點結(jié)合位點 CYLD具有具有TRAF2（TNF-receptor-associated factor 2，為為 I B 的泛素連接酶的泛素連接酶) ) 結(jié)合位點，可促進(jìn)結(jié)合位點，可促進(jìn) I B 的去泛素化。的去泛素化。去泛素化酶去泛素化酶CYLD的突變與的突變與圓柱瘤圓柱瘤CylindromatosCylindromatos的發(fā)生相關(guān)的發(fā)生相關(guān)22CYLD促進(jìn)促進(jìn)IB的去泛素化，

18、的去泛素化，從而抑制從而抑制NF-B的活性的活性23N ENGL J MED 2004, 350:187-188圓柱瘤圓柱瘤CylindromatosCylindromatos也稱也稱 “頭帕腫瘤綜合癥頭帕腫瘤綜合癥”(turban (turban tumour syndrome),tumour syndrome), 其患者細(xì)其患者細(xì)胞胞CYLD的兩個等位基因都發(fā)的兩個等位基因都發(fā)生了突變，結(jié)果使患者細(xì)胞中生了突變，結(jié)果使患者細(xì)胞中CYLD喪失功能，導(dǎo)致核轉(zhuǎn)錄喪失功能，導(dǎo)致核轉(zhuǎn)錄因子因子NF-B的過度活化；啟動的過度活化；啟動基因的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致細(xì)胞的過度基因的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致細(xì)胞的過度增殖增殖24泛素

19、連接酶泛素連接酶Mdm2和和E6-AP與與p53的降解和癌癥的降解和癌癥25Ubiquitination occurs on histones H1, H2A, H2B and H3. This modification on different histones plays distinct roles in regulation of chromatin structures, and hence gene expression and genome stabilityUbiquitination and transcriptional regulationUbiquitination o

20、f histone H2A and H2B has opposite effects on transcription. Ubiquitination of H2B is associated with gene activation, while H2A ubiquitination contributes to gene silencingWang et al., NATURE |VOL 431 | 14 OCTOBER 2004Lee et al., Cell 131, 10841096, 2007Histone Crosstalk between H2B Mono-ubiquitina

21、tion and H3 Methylation Mediated by COMPASSCps35 Is Required for Translating Histone Crosstalk between H2B Monoubiquitination and H3 Methylation by COMPASS1.Nrdp1 是一新的含有是一新的含有RING finger 結(jié)構(gòu)域的泛素連接酶結(jié)構(gòu)域的泛素連接酶 。RING FingerSubstrate-Binding RegionNrdp1 是一促進(jìn)是一促進(jìn)ErbB3及及BRUCE泛素化泛素化和降解的泛素連接酶和降解的泛素連接酶2. ErbB3

22、 是表皮生長因子受體家族是表皮生長因子受體家族 (EGFR family)成員之一，成員之一， 在生長，發(fā)育及細(xì)胞存活中起著關(guān)鍵的作用。該家族與許多在生長，發(fā)育及細(xì)胞存活中起著關(guān)鍵的作用。該家族與許多 腫瘤密切相關(guān)，已成為癌癥治療的重要標(biāo)靶之一。腫瘤密切相關(guān)，已成為癌癥治療的重要標(biāo)靶之一。3. BRUCE/Apollon 是一含有是一含有BIR domain（凋亡抑制蛋白的標(biāo)志性結(jié)構(gòu)域）（凋亡抑制蛋白的標(biāo)志性結(jié)構(gòu)域）和和E2 domain 的巨型的巨型 (530 kDa) 膜蛋白膜蛋白BIR domainE2 (ubiquitin-carrier) domain26Nrdp1促進(jìn)細(xì)胞凋亡并可能

23、與癌癥和帕金森氏癥相關(guān)促進(jìn)細(xì)胞凋亡并可能與癌癥和帕金森氏癥相關(guān)Nrdp1ApoptoticStimuliErbB3NF-activation Caspase-3/7Pro-casp-9Caspase-9Other IAPs(e.g., c-IAP1)SmacSmacprecursorParkinBRUCE?p53Sperm Differentiation NIP 1. Qiu* & Goldberg* (2002), PNAS2. Qiu* et al. (2004), EMBO J3. Qiu* & Goldberg* (2005), J. Biol. Chem. 4. Li

24、u, Qiu* et al. Manuscript in preparation27促進(jìn)促進(jìn)抑制抑制本專題內(nèi)容本專題內(nèi)容1. 泛素蛋白酶體通路的組成及重要性泛素蛋白酶體通路的組成及重要性2. 泛素化與泛素化酶泛素化與泛素化酶3. 去泛素化酶去泛素化酶4. 泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生5. 蛋白酶體構(gòu)成蛋白酶體構(gòu)成6. 蛋白酶體抑制劑與藥物蛋白酶體抑制劑與藥物7. 調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制8. 類泛素蛋白類泛素蛋白28The Biochemical Roles of Protein Degradation in a Cell1. 溶酶體溶酶

25、體 (Lysosomes)Non-selective Hydrolyze proteins from autophagy Digest proteins from endocytosis Membrane proteins Extracellular proteins 2. 泛素泛素-蛋白酶體通路蛋白酶體通路Selective and (Ubiquitin-Proteasome Pathway)ATP-Dependent Regulate biochemical reactions Discard unnecessary proteins Degrade damaged or misfolde

26、d proteins Present internalized antigens in immunological responses29 20S 催化顆粒催化顆粒 19S調(diào)節(jié)顆粒調(diào)節(jié)顆粒19S10 nm電鏡下的電鏡下的26S蛋白酶體蛋白酶體(Proteasome)Yifan Cheng, Xiao-Bo Qiu et al., unpublished data3026S 蛋白酶體的亞基組成蛋白酶體的亞基組成3132免疫蛋白酶體免疫蛋白酶體(Immunoproteasome)負(fù)責(zé)抗原提呈負(fù)責(zé)抗原提呈(Antigen Presentation)免疫蛋白酶體的免疫蛋白酶體的催化顆粒催化顆粒(20S

27、) 有三個特殊亞單位有三個特殊亞單位LMP2、LMP7 和和MECL-1。其。其調(diào)節(jié)顆粒調(diào)節(jié)顆粒為為PA28（11S）。）。20S顆粒顆粒33MHC class I antigen presentation pathwayT cellPeptideMHC class IProtein antigenProteasome+/- UbiquitinPeptides (2-24 a.a.)TAP (8-16 a.a.)Endoplasmic ReticulumCD8+Golgi8-10 a.a.Amino acidsERAP13435The proteasome inhibitor, Velcade

28、 (Botezomib/PS-341), has been approved by FDA to treat multiple myeloma and mantle cell lymphoma .36中藥雷公藤中的抗癌活性成分中藥雷公藤中的抗癌活性成分雷公藤紅素雷公藤紅素Celastrol是一種是一種蛋白酶體抑制劑蛋白酶體抑制劑，它能通過控制癌細(xì)胞的蛋白，它能通過控制癌細(xì)胞的蛋白酶體活性進(jìn)而誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡。酶體活性進(jìn)而誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡。 Yang, H. et al., Cancer Res. (2006) 371、 蛋白酶體亞單位蛋白酶體亞單位hRpn13能激活存在于蛋白酶能激活存在于蛋白酶

29、體的去泛素化酶體的去泛素化酶UCH37。2、 c-Abl通過引起蛋白酶體磷酸化而抑制其活性。通過引起蛋白酶體磷酸化而抑制其活性。蛋白酶體的調(diào)控蛋白酶體的調(diào)控38hRpn13能激活去泛素化酶能激活去泛素化酶UCH3702040608010000.050.10.150.2Relative Ub-AMC Hydrolyzing activityUCH37(nM)control+hRpn13S5a+hRpn13+Ub-HQiu, X.B. * et al., EMBO J. （2006） 25:5742-5753. 39其它研究表明其它研究表明Rpn13可作為泛素受體而可作為泛素受體而結(jié)合于泛素鏈的近

30、端結(jié)合于泛素鏈的近端Husnjak et al. Nature 453:481, 2008Schrener et al. Nature 453:548, 200841c-Abl通過引起蛋白酶體磷酸化而抑制其活性通過引起蛋白酶體磷酸化而抑制其活性Liu, X., Huang, W., Li., C., Li, P., Yuan, J., Li, X., Qiu, X.B., Ma, Q., and Cao, C.(2006). Molecular Cell. 22, 317-327. 42The 26S proteasome is a multisubunit complex, consisti

31、ng of the 20S catalytic particle and the 19S regulatory particle, and selectively degrades ubiquitinated proteins in the presence of ATP. Proteasomes are responsible for degradation of most cellular proteins, while lysosomes degrade extracellular proteins and most membrane proteins.Upon immune respo

32、nses, cells generate special types of proteasomes, immunoproteasomes, which possess distinct regulatory particle (11S ) and catalytic particle (with different catalytic subunits), for more efficient antigen presentation. Proteasomes are responsible for degradation of most cellular proteins本專題內(nèi)容本專題內(nèi)容

33、1. 泛素蛋白酶體通路的組成及重要性泛素蛋白酶體通路的組成及重要性2. 泛素化與泛素化酶泛素化與泛素化酶3. 去泛素化酶去泛素化酶4. 泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生泛素化異常與人類重大疾病的發(fā)生5. 蛋白酶體構(gòu)成蛋白酶體構(gòu)成6. 蛋白酶體抑制劑與藥物蛋白酶體抑制劑與藥物7. 調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制調(diào)節(jié)蛋白酶體活性的新機(jī)制8. 類泛素蛋白（類泛素蛋白（SUMO, NEDD8, ISG15, ATG8, PUP等）等）43類泛素蛋白及其同源性類泛素蛋白及其同源性44Ubiquitin-Like Protein Involved in the Proteasome Pathway of Myco

34、bacterium tuberculosis Pearce et al. (2008) Science 322:1104PUP-conjugation is found remarkably in mycobacteria and allied actinobacterias, and is sporadically present in other lineages, such as verrucomicrobia, nitrospirae, deltaproteobacteria and planctomycetes.Iyer et al. (2008 ) Biology Direct,

35、3:45Protein modification by ubiquitin-like protein, PUP, in prokaryotesPUP is predicted to encode a 64amino acid protein with a molecular size of 6.9 kD類泛素蛋白的結(jié)構(gòu)高度相似類泛素蛋白的結(jié)構(gòu)高度相似UbiquitinISG15SumoNEDD845 Activating enzyme complex has two subunits AOS1 is similar to the N-terminal half of Ub E1 UBA2 is

36、 homologous to the C-terminal half of Ub E1 and contains the cysteine necessary for linkage with SUMO Conjugating enzyme: UBC9SUMO (Small ubiquitin-like modifier) 101 amino acids46SUMO修飾的功能修飾的功能47SUMO化修飾的底物化修飾的底物48Desumoylating enzymes Ulp1Has both isopeptidase and C-terminal hydrolase activityRequi

37、red for G2/M transition Sumo C-terminal hydrolases, e.g. SENP149Nedd8 (neural precursor cell-expressed developmentally downregulated) -81 residuesActivating enzyme complex (2 subunits) -APP-BP1 and UBA3 The APP-BP1 N-terminal half is homologous to the N-terminal half of ubiquitin E1 UBA3 is homologo

38、us to the C-terminal half of ubiquitin E1 and contains the cysteine required for thiol ester linkage with Nedd8Conjugating enzyme: UBC1250Function of NeddylationSubstrates (SCF components) Cdc53 in yeast Cullin family members in humans51Crystal structure52Deneddylation: COP9 Signalosome (CSN) 500 kD

39、a protein complex 8 distinct subunits CSN5/Jab1 is catalytic component of isopeptidase Homology to subunits of the proteasome (CSN5=RPN11)53Other NEDD8-specific hydrolases and isopeptidases UCH-L3 has NEDD8 C-terminal hydrolase activity USP21 deconjugates ubiquitin and deneddylates from NEDD8 conjugates54ISG15 (Interferon-stimulated gene 15) Induced by interferon, lipopolysaccharides, or upon viral infections E1 (