磷酸化调控泛素单体与Rad23A/Ubiquilin-1中泛素结合域互作的检测

泛素（ubiquitin，Ub）是一种广泛存在、高度保守的信号蛋白质，它能够特异性识别成千上万种靶蛋白，以非共价方式行使不同的功能，其中包含蛋白质降解．Ubiquilin-1（Ubql-1）和Rad23A作为两种蛋白降解的转运因子，都包含有与泛素结合的结构域，被称为泛素结合域（ubiquitin-associated domain，UBA）．2014年，泛素S65位磷酸化修饰的特异性激酶PINK1被发现，磷酸化使泛素在溶液中呈现舒展态与收缩态两种互相转换的构象．本文通过核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）技术对UBA和磷酸化泛素之间的相互作用进行检测，观测磷酸化对UBA和泛素结合的影响．实验结果表明Rad23A-UBA2与Ubql-1 UBA都特异性的与磷酸化泛素的舒展态相互作用，但是磷酸化未改变泛素与UBA之间的亲和力．值得注意的是与Ubql-1 UBA相互作用时，磷酸化促进了泛素收缩态向舒展态的转换．     

泛素蛋白酶体系统对 CVB3病毒性心肌炎小鼠的作用研究

目的通过抑制CVB3病毒性心肌炎小鼠中泛素蛋白酶体途径,研究泛素蛋白酶体系统在病毒性心肌炎发病中的作用机制.方法将72只雄性BALB/c小鼠随机分为心肌炎组(CVB组)、心肌炎+泛素蛋白酶体抑制剂MG-132处理组(CVB+T组)、正常对照组(Sham组)、正常对照+处理组(Sham+T组),每组各18只.前两组腹腔接种CVB3病毒诱发急性心肌炎,后两组腹腔注射PBS,CVB+T组和Sham+T组次日腹腔注射MG-132,0.75 mg/kg,连续给药7d.第8天取材,观察小鼠心肌组织病理变化,测定心肌CVB3病毒复制及血清肌钙蛋白I(cTnI)、脑钠肽(BNP)水平.结果心肌病理检查显示,Sham组与Sham+T组未见异常变化,CVB+T组心肌炎症性浸润和变性坏死较CVB组显著减轻;心脏重量/身体重量比值CVB组为6.18±0.40、CVB+T组为5.32±0.38,差异有统计学意义(P<0.05).cTnI、BNP水平CVB组为(3.88±0.08)μg/L、(3002±256)pg/ml, CVB+T组为(1.52±0.05)μg/L、(1506±142)pg/ml,CVB+T组均降低(均P<0.05);荧光定量PCR显示CVB3 mRNA水平CVB组(1.42±0.06)高于CVB+T组(0.72±0.04)(P<0.05).结论抑制泛素蛋白酶体途径减少了CVB3病毒复制,显著减轻心肌炎小鼠心脏病理损伤,起到保护心肌的作用.     

双光束光解离在牛泛素蛋白离子的自顶向下质谱分析中的应用研究

自顶向下(Top-down)质谱分析方法是将完整蛋白质离子碎片化,从而在分子水平上提供更加精准、丰富的与蛋白质结构相关的生物学信息.该文首次将3μm红外激光与210 nm紫外激光共同引入到傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)的分析池中,获得了牛泛素蛋白离子的自顶向下质谱.通过优化两束激光被引入的时间序列,...     

泛素调节的蛋白质降解--2004年诺贝尔化学奖简介

2004年诺贝尔化学奖颁给了3位发现细胞是如何摧毁蛋白质的科学家——阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和欧文·罗斯.本文详细介绍了他们的发现,重点介绍了泛素调节下蛋白质降解所需要的各种物质及其机理.     

液相色谱-质谱联用分析流感病毒感染引起宿主蛋白类泛素化修饰

干扰素刺激基因15编码蛋白质(Interferon stimulated gene 15 kDa protein, ISG15)是最早被鉴定的类泛素分子蛋白质,在病毒感染和免疫调节等方面具有重要作用。本研究利用免疫沉淀技术将被类泛素 ISG15修饰的蛋白富集纯化,采用液相色谱-质谱联用技术对流感病毒感染 A549宿主细胞过程中产生的类泛素 ISG15修饰蛋白进行了分析。实验结果表明,在流感病毒感染的实验组 A549细胞中,鉴定到了22种来源于宿主细胞的ISG15修饰的蛋白,包括类泛素蛋白 ISG15、细胞周期蛋白-T1、热休克蛋白71、钙调素结合蛋白、真核翻译起始因子等,以及1种来源于流感病毒的非结构蛋白 NS1。在鉴定的22种宿主蛋白中,有6种蛋白在未感染病毒的对照组 A549细胞中也得到鉴定,包括膜联蛋白 A1、果糖二磷酸醛缩酶 A、线粒体三磷酸腺苷合成酶亚基 g、烯醇化酶、肌动蛋白、微管蛋白。生物信息学分析表明,流感病毒感染引起的 ISG15修饰的宿主蛋白分别归属于9个不同的蛋白分类,包括细胞骨架蛋白、分子伴侣蛋白、酶调节剂、核酸结合蛋白、激酶类、转移酶类、转录因子、氧化还原酶类以及结构蛋白。本研究为大规模分析鉴定 ISG15修饰蛋白提供了一种特异、有效的研究方法。     

亲和分离在蛋白质泛素化修饰研究中的应用进展

蛋白质泛素化是真核生物最普遍、最复杂的翻译后修饰方式之一,在细胞的信号转导、生长、发育、代谢等生命过程中发挥着重要作用。泛素化过程的失调则与神经退行性疾病、炎症反应、癌症等重大疾病的发生发展密切相关。分析和研究蛋白质泛素化的结构与功能,可望为认识生命、探索疾病调控内在规律和发现新的诊断策略提供重要信息。生命体系的高度复杂性,泛素化修饰位点、结构类型的多变和多样性,时空动态变化等特点给蛋白质泛素化分析研究带来了巨大的挑战。亲和分离以其高选择性成为泛素化蛋白质结构与功能研究的有力工具。免疫亲和分离法基于抗原-抗体相互作用,是最为经典的分离分析方法,已广泛应用于泛素化蛋白质或肽段的富集分离。源于天然泛素受体的泛素结合结构域(ubiquitin binding domains, UBDs)可与泛素或多聚泛素链相互作用。UBDs和基于此发展起来的串联泛素结合实体(tandem ubiquitin-binding entities, TUBEs)已成为蛋白质泛素化功能研究的热门识别分子。各种多肽类化合物的发展也为蛋白质泛素化的结构和功能解析提供新工具。此外,多种亲和识别配基的联合使用,在蛋白质泛素化修饰的高特异性、高灵敏度分析中展现了独特的优势,为认识生命体内的泛素化修饰提供了重要保障。该文对亲和分离方法在蛋白质泛素化修饰分析中的应用及进展进行了综述。     

不同电荷态泛素蛋白离子的193 nm紫外光解离质谱

将193 nm激光与傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱仪结合, 研究了不同价态的泛素蛋白离子的紫外光解离质谱. 结果表明, 在光解离过程中向分析池内引入适量的碰撞气, 不仅能增加母体离子的裂解率, 也能提高碎片离子的捕获效率. 相对于碰撞辅助解离(CAD)中产生的b和y离子, 紫外光解离(UVPD)方法能够产生更为丰富的不同种类碎片离子. 其中, 对于+11价泛素离子, 蛋白质序列的覆盖率接近80%, 远高于对应的CAD实验结果. 与已往报道不同的是, 裂解覆盖率呈现出较强的电荷相关性. 因此, 如何进一步提高较低电荷态的蛋白离子的解离效率和序列覆盖率还需深入研究.     

NMR技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用——泛素-蛋白水解酶体通路研究实例介绍

蛋白质-蛋白质相互作用在多种细胞内生理活动中发挥关键性作用,而蛋白质复合物结构信息的获得主要依赖于X-射线衍射技术和核磁共振技术2种主要技术手段的使用. 需要指出的是,虽然大部分蛋白质复合物的结构解析使用了X-射线衍射技术,然而在包括无法获得蛋白质复合物晶体、 蛋白质与蛋白质结合强度较弱以及蛋白质复合物系统具有复杂的动力学行为等几种情况下,核磁共振技术是可用于蛋白质复合物结构测定的唯一手段. 用于蛋白质-蛋白质相互作用研究的NMR技术主要有化学位移扰动分析、分子间NOE的检测、顺磁弛豫增强技术、残余偶极耦合检测技术等几种. 该文将结合这几种技术在泛素-蛋白水解酶体通路领域的应用实例对它们的工作原理以及可提供的信息做出总结介绍.     

以液体核磁共振波谱分析与帕金森氏病相关的I93M 突变对人类泛素碳端水解酶结构的影响

人类泛素碳端水解酶（UCH-L1）是涉及帕金森氏病并且在神经元高度表达的蛋白．UCH-L1 的家族性突变与转译后修饰会引起聚集倾向增加与去泛素活性损失,这二者都可能成为致病因素．作者所在实验室之前的研究指出与帕金森氏病相关的突变I93M 显著降低UCH-L1 的折叠稳定性并且加速其构型展开动力学．该研究使用液体核磁共振分析方法,包括侧链甲基化学位移,松弛骨干动力学和残余偶极耦合,以进一步阐明I93M 突变如何影响UCH-L1 的结构和动态．结果显示I93M 显著影响突变位点周围的疏水核心侧链构型．然而,这样的结构扰动并不会影响在纳秒时间尺度的快速骨干动力学．透过残余偶极耦合分析显示UCH-L1 在水溶液中的结构与之前报道的晶体结构有相当显著的偏离,另外I93M 突变也导致超出突变位点的远距离结构扰动．这一系列水溶液结构的分析结果可补充之前已知的晶体学数据,并对UCH-L1 在帕金森氏病相关的基因突变影响并提供详细的见解．     

铽离子-镧系金属结合标签的荧光探针的改进

镧系金属因其具有较窄的发射光谱带,较大的斯托克斯位移以及毫秒级的荧光寿命,而被广泛应用于荧光检测中,其中Tb~(3+)、Eu~(3+)最为常用.镧系金属结合标签(Lanthanide Binding Tag,LBT)可以与蛋白质融合表达,并且一般不会影响蛋白的结构和功能,这些特点使LBT被广泛应用于蛋白质结构与功能研究中.LBT能够特异性地结合镧系金属离子,并利用LBT上色氨酸的吲哚环作为"天线"吸收外部能量,再将能量传递给镧系金属离子,进而激发镧系金属离子产生荧光.该文以经典模式蛋白泛素(Ubiquitin,Ub)作为媒介,将LBT引入到Ub的碳端,采用定点突变的方法增加LBT上吲哚环的数量,观察Ub-LBT[结合铽离子(Tb~(3+))]荧光量子产率的变化.结果表明在LBT结构中增加吲哚环的数量能够提高LBT(结合Tb~(3+))的荧光量子产率.