人類(lèi)蛋白質(zhì)在合成之后經(jīng)歷了各種各樣的化學(xué)修飾。這些修飾調(diào)節(jié)了它們的結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性。EMBL格勒諾布爾大學(xué)Bhogaraju小組的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法來(lái)研究一種稱為泛素化的關(guān)鍵蛋白質(zhì)修飾過(guò)程。泛素化在多種細(xì)胞功能中起著不可或缺的作用，其失調(diào)導(dǎo)致許多人類(lèi)疾病，包括神經(jīng)變性和癌癥。
在泛素化過(guò)程中，一組被稱為E3泛素連接酶的酶將一個(gè)叫做泛素的小蛋白質(zhì)連接到其他蛋白質(zhì)上。這種標(biāo)記反過(guò)來(lái)又有助于確定目標(biāo)蛋白的命運(yùn)。泛素化在人類(lèi)中非常普遍，據(jù)估計(jì)，每個(gè)人類(lèi)蛋白質(zhì)在其一生中至少經(jīng)歷一次泛素化。
人類(lèi)存在600多個(gè)E3連接酶基因，約占人類(lèi)基因組的3%，反映了泛素化細(xì)胞功能的多樣性。繪制人類(lèi)E3靶蛋白圖譜可以幫助我們了解它們的功能，并最終將它們用于治療。
然而，大量的E3連接酶和它們的靶標(biāo)仍然沒(méi)有得到很好的表征，其中一個(gè)原因是它們的相互作用具有極其短暫的性質(zhì)。當(dāng)前映射此類(lèi)交互的方法也是高度資源密集型的，這限制了它們的使用和可擴(kuò)展性。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，Bhogaraju小組研究了各種生理環(huán)境下的泛素化途徑，開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法，名為Ub-POD，可以快速、輕松地直接在人類(lèi)細(xì)胞中標(biāo)記給定E3連接酶的靶標(biāo)。
這項(xiàng)工作最近發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，由Bhogaraju小組的EMBO博士后Urbi Mukhopadhyay領(lǐng)導(dǎo)，他發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以直接在細(xì)胞內(nèi)用生物素有效地標(biāo)記給定E3連接酶的泛素化目標(biāo)。這使得以后可以使用一種稱為定量質(zhì)譜法的技術(shù)來(lái)識(shí)別目標(biāo)。生物素是一種小的有機(jī)化合物，可以生物化學(xué)地附著在感興趣的蛋白質(zhì)上，并用于從混合樣品中分離蛋白質(zhì)。
該方法的簡(jiǎn)單性和常用化學(xué)物質(zhì)的使用意味著它可以在世界上任何地方使用，在任何擁有基本分子生物學(xué)設(shè)施的實(shí)驗(yàn)室中使用。
利用這種方法，作為原理證明，研究人員發(fā)現(xiàn)了E3連接酶的新靶點(diǎn)，RAD18和CHIP，它們分別與癌癥和神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學(xué)(LMU)的Christian Behrend實(shí)驗(yàn)室是Bhogaraju小組的合作者，他們也將這種方法應(yīng)用于TRAF6——另一種E3連接酶和一種關(guān)鍵的免疫信號(hào)調(diào)節(jié)因子——并成功地識(shí)別出了已知的和新的底物。
未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將這種方法應(yīng)用于所有已知的人類(lèi)E3酶。EMBL Grenoble的研究組組長(zhǎng)Sagar Bhogaraju說(shuō):“我們相信這將有助于填補(bǔ)蛋白激酶家族和泛素連接酶家族在治療領(lǐng)域的差距。”“盡管含有類(lèi)似數(shù)量的酶，但有大約80種fda批準(zhǔn)的靶向激酶的治療藥物，而只有少數(shù)藥物靶向泛素系統(tǒng)。我們開(kāi)發(fā)的方法將有助于擴(kuò)大E3連接酶或其底物作為藥物靶點(diǎn)的范圍。”
（文章來(lái)源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240813171012593.htm） | 
