泛素-蛋白酶体降解蛋白质作用的研究

以色列科学家Aaron Ciechanover、Avram
Hershko和美国科学家Irwin Rose被共同授予了2004年诺贝尔化学奖。他们的获奖理由是“the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation”。这一工作是在20世纪70年代到80年代完成的。期间,他们联名发表了一系列论文,揭示了泛素介导的蛋白质降解途径。
1978年, Ciechanover和Hershko从网织红细胞裂解液中分离出两种组分APF-I(active principle fraction I)和APF-II,每一组分单独存在时都不具有活性,然而一旦将这两种组分混合,就会引发ATP依赖的蛋白质降解。
1980年, Ciechanover、Hershko和Rose发表文章指出,APF-I可以通过共价键形式与提取物中的许多蛋白质牢固结合,而且一个靶蛋白能结合多个APF-I分子。随后又证明APF-I与泛素是同一物质。APF-II可分成两个亚类,即APF-IIa和APF-IIb。APF-IIa的主要成分早期曾被命名为蛋白酶体,而APF-IIb包含了催化泛素标记底物蛋白的三种酶,即泛素激活酶、泛素结合酶和泛素-蛋白质连接酶。
泛素介导的蛋白质降解具有重要的生理意义,它不仅能够清除错误的蛋白质,而且对细胞生长周期、DNA复制及染色体结构都有重要的调控作用。
【推荐阅读】
1. Ciechanover A. Intracellular protein degradation: From a
vague idea thru the lysosome and
the ubiquitin-proteasome system and onto human diseases and drug
targeting. Best Pract Res Clin Haematol. 30 (4): 341-355. 2017
2. Ji CH, Kwon YT. Crosstalk and Interplay between
the Ubiquitin-Proteasome System and Autophagy. Mol Cells. 40
(7): 441-449. 2017
3. Bett JS. Proteostasis regulation by the
ubiquitin system. Essays Biochem. 60 (2): 143-151. 2016
(郭睿 解军)