a 海南医学院基础医学与生命科学学院海南省干细胞研究院、海南省热带转化医学教育部重点实验室、海南省热带环境脑科学研究与转化重点实验室,海口 571199 b 香港理工大学工程学院生物医学工程系,香港,中国 c 海南医学院第二附属医院整形外科,海口 570100,中国 d 中科综合医疗转化中心研究院(海南)有限公司,海口 571199,中国 e 淄博市中医院药理科,淄博 255300,中国 f 济宁医学院临床医学院,济宁 272002,中国 g 海南省生物智能材料与生物医疗器械工程研究中心、海南省功能材料与分子影像重点实验室、海南省医学科学院急救与创伤学院海南医学院,海口 571199 h 海南医学院急救与创伤教育部重点实验室,海口市创伤重点实验室,海南省创伤与灾难救援重点实验室,海南医学院第一附属医院,海口 571199 i 海南医学院第二临床学院,海口 571199
蛋白质泛素化在蛋白质稳态中起关键作用。泛素化可能调节蛋白质的稳定性,活性,蛋白质 - 蛋白质相互作用和定位。泛素化受到两组对抗酶,E3泛素连接酶和去泛素酶的调节。始终如一地,去泛素酶与所有生物过程有关。OTUB1,一种OTU家庭去泛素酶,是发育,癌症,DNA损伤反应和免疫反应的关键调节剂。OTUB1通过至少两种不同的机制拮抗广泛的蛋白质的泛素化。除了直接去泛素化外,OTUB1还可以通过从某些泛素 - 偶联酶(E2)中抑制泛素转移来抑制泛素化。在这篇综述中,我们从蛋白质泛素化和去泛素化的一般背景开始。接下来,我们介绍OTUB1的基本特征,然后详细介绍OTUB1的更新生物学功能。之后,我们讨论了OTUB1功能的多功能性和特定性的潜在机制。最后,我们讨论了OTUB1可能是癌症的潜在治疗靶点的观点。
最初在杆状病毒中发现的凋亡蛋白(IAP)的抑制剂存在于从病毒到酵母再到人类的生物体中[1]。的特征是存在一到三个串联杆状病毒IAP重复序列(bir; a of。80 amino acid zinc finger motif ), there are currently eight human IAPs: neuronal apoptosis inhibitory protein (‘NAIP'), cellular IAP1, cellular IAP2, X-linked IAP (XIAP), melanoma-associated–IAP (‘ML- IAP'), IAP-like protein-2 (‘ILP-2'), survivin and BRUCE (BIR重复含泛素 - 偶联酶)(在[2]中进行了综述)。顾名思义,家庭的创始成员可以预防昆虫和哺乳动物细胞中的凋亡刺激[3,4]。在多种细胞过程中提出了进一步的IAP作用,包括对细胞分裂的控制[5],以及许多不同的信号级联反应,例如转化生长因子β激活,C-JUN N末端激酶调节和核因子κB激活已提出涉及XIAP [6-8]。尽管有上述可能性,但最容易证明的XIAP功能是直接的caspase抑制剂。在人IAP中,XIAP是胱天蛋白酶和凋亡中最有效的抑制剂。例如,几个组显示了人XIAP直接抑制胱天蛋白酶3、7和9(在[2,9]中进行了综述)。XIAP包含三个串联BIR结构域,其次是C端环(非常有趣的新基因)域。XIAP的解剖尚未揭示第一个BIR结构域的功能(BIR1)。然而,具有N端连接器的第二个BIR结构域(BIR2)是必要的,并且足以抑制密切相关的executioner caspase 3和7 [4,10,11],而第三个BIR域(BIR3)负责抑制启动器caspase 9 [10,12]。
泛素化是一种重要的蛋白质翻译后修饰(PTM),在控制底物降解过程中起着至关重要的作用,进而介导各种蛋白质的“数量”和“质量”,确保细胞稳态并保证生命活动。泛素化的调控是多方面的,不仅在转录和翻译后水平(磷酸化、乙酰化、甲基化等)起作用,而且在蛋白质水平(激活剂或抑制剂)起作用。当调控机制异常时,改变的生物学过程可能随后诱发严重的人类疾病,特别是各种类型的癌症。在肿瘤发生中,改变的生物学过程涉及肿瘤代谢、免疫肿瘤微环境(TME)、癌症干细胞(CSC)干性等。在肿瘤代谢方面,一些关键蛋白如RagA、mTOR、PTEN、AKT、c-Myc和P53的泛素化显著调节mTORC1、AMPK和PTEN-AKT信号通路的活性。此外,TLR、RLR和STING依赖性信号通路的泛素化也调节TME。此外,核心干细胞调节三联体(Nanog、Oct4和Sox2)以及Wnt和Hippo-YAP信号通路成员的泛素化参与维持CSC的干性。基于改变的组分,包括蛋白酶体、E3连接酶、E1、E2和去泛素化酶(DUB),许多分子靶向药物已被开发用于对抗癌症。其中,针对蛋白酶体的小分子抑制剂如硼替佐米、卡菲佐米、奥普佐米和伊沙佐米等均取得了显著的成功。此外,针对E1酶的MLN7243和MLN4924,针对E2酶的Leucettamol A和CC0651,针对E3酶的nutlin和MI‐219,以及针对DUB活性的化合物G5和F6也在临床前癌症治疗中展现出潜力。本综述总结了泛素化底物的最新进展及其在肿瘤代谢调控、TME调控和CSC干性维持方面的特殊功能,并综述了癌症的潜在治疗靶点以及靶向药物的治疗效果。
Mendelian疾病是由单个遗传基因座中的致病性变异引起的,通常表现为神经发育障碍(NDDS),影响了全球大部分儿科种群。这些疾病以非典型的大脑发育,智力残疾和各种相关的表型特征为特征。基因测试有助于临床诊断,但尚无定论的结果可以延长确认过程。最近对表观遗传失调的关注导致发现与NDD相关的DNA甲基化特征或发作性,从而加速了诊断精度。值得注意的是,参与泛素化途径的基因Trip12和USP7表现出特定的情节。了解这些基因在泛素化途径中的作用阐明了它们对情节形成的潜在影响。Trip12充当E3连接酶,USP7充当去泛素酶,在泛素化中呈现了对比的作用。比较这些基因致病性变异患者的表型性状既揭示了区别和共同点,从而提供了对潜在的病理生理机制的见解。本综述将Trip12和USP7在泛素化途径中的作用,它们对情节形成的影响以及对NDD发病机理的潜在影响。理解这些复杂的关系可能会揭示NDD的新型治疗靶标和诊断策略。
简单的摘要:多发性骨髓瘤是浆细胞的癌症,导致骨折,贫血,肾脏不适性和高钙血症。尽管在过去几年中引入了新药,但它仍然无法治愈,大多数患者死于该疾病。多发性骨髓瘤细胞的特征是产生大量的单克隆抗体。因此,维持从合成到折叠到降解的蛋白质稳态对于多发性骨髓瘤细胞至关重要。虽然蛋白质的泛素化和有组织的降解通常被认为对细胞健康至关重要,但新兴策略是阻止这些过程以诱导蛋白质过量产生的疾病状态细胞中的细胞死亡。最新的化合物开发改变了泛素蛋白酶体途径和药物,在临床上和临床试验中,影响泛素样修饰的影响似乎很有希望。本综述总结了蛋白质修饰的影响,例如泛素化和泛素样修饰在多发性骨髓瘤的生物学中,以及如何利用它来开发多发性骨髓瘤的新作用疗法。
突触核酸是神经退行性疾病,其特征在于含有lewy体的α-突触核蛋白的积累。泛素化是一种关键的翻译后修饰,已被公认为是α-突触核蛋白的细胞动力学的关键调节剂,影响其降解,聚集和相关的神经毒性。本综述对当前对α-突触核蛋白泛素化的理解及其在突触核苷的发病机理中的作用,特别是在帕金森氏病的背景下。我们探索了负责α-突触核蛋白泛素化的分子机制,重点是主要通过内体溶酶体途径发生的E3连接酶和去渗透过程中涉及的降解过程中的作用。审查进一步讨论了这些机制的失调如何有助于α-核蛋白聚集和LB形成,并为将来研究α-突触核蛋白泛素化的作用提供了建议。理解这些过程可能会阐明潜在的治疗途径,这些途径可以调节α-突触核蛋白泛素化,以减轻其在突触核酸病变中的病理影响。
在某些情况下,突变致癌基因的小分子抑制剂的鉴定导致了显著的肿瘤反应。尽管取得了这些成功,但许多癌症并不含有可用药的致癌基因突变,单一药物疗法很少导致肿瘤完全消退。为了系统地鉴定出其表达对于癌细胞系亚群的增殖和/或存活必不可少的基因,我们和其他人开发了基因组规模的方法,在数百种癌细胞系中进行功能丧失[RNA干扰(RNAi)和CRISPR-Cas9]筛选,以鉴定出特定环境下的必需基因(1-7)。这些努力已鉴定出WRN是微卫星不稳定癌症中的合成致死靶点,PRMT5是MTAP缺失肿瘤中的必需基因,以及透明细胞卵巢癌中的选择性EGLN1依赖性(8-12)。这些研究大多侧重于鉴定特定环境下细胞适应性所需的单个基因。然而,其他研究已经利用这些癌细胞系的基因依赖性模式来揭示基因
CGAS丁字道在先天免疫中至关重要,尤其是在抗病毒反应和细胞应激管理中。CGA通过启动第二信使环循环GMP-AMP合酶(CGAMP)的合成作为细胞质DNA传感器,后来激活了STING途径,从而导致产生I型Interferons和其他细胞因子和其他细胞因子,并激活型肠道菌群的激活。最近的研究表明,泛素化变化密切调节CGAS刺激途径的功能。泛素化修饰影响CGA和刺激的稳定性和活性,同时还通过调节其降解和信号强度来影响免疫反应的准确性。e3泛素连接酶特异性地通过泛素化改变来促进降解或调节与CGAS刺激相关的蛋白的信号传导。此外,CGAS刺激途径的泛素化在各种细胞类型中具有不同的功能,并与NF-K B,IRF3/7,自噬和内质网应力接合。这种泛素介导的调节对于维持先天免疫的平衡至关重要,而过度或不足的泛素化可能会导致自身免疫性疾病,癌症和病毒感染。对CGAS插入途径内的泛素化过程进行了广泛的检查,阐明了其先天免疫中的特定调节机制,并确定了对相关疾病进行干预的新颖靶标。
恶性肺癌发病率高,5年生存率极差。人类细胞内约80%-90%的蛋白质降解是通过泛素化酶途径进行的,特异性极高的泛素连接酶(E3)在靶蛋白的泛素化过程中起着至关重要的作用,泛素化通常发生在底物蛋白的赖氨酸残基上。不同的泛素化形式对靶蛋白的影响不同,多个短链泛素化残基修饰底物蛋白,是蛋白质降解的有利信号。细胞内蛋白质泛素化与去泛素化之间适应生理需要的动态平衡,有利于生物体的健康。蛋白质泛素化对许多生物学途径都有影响,这些途径的失衡导致包括肺癌在内的疾病。抑癌蛋白因子的泛素化或肿瘤致癌蛋白因子的去泛素化往往导致肺癌的进展。泛素蛋白酶体系统(UPS)是肺癌新型抗癌药物研发的宝库,尤其是针对蛋白酶体和E3s,精准靶向的致癌蛋白泛素化降解可能为肺癌药物研发提供光明的前景;特别是蛋白水解靶向嵌合(PROTAC)诱导的蛋白质降解技术将为肺癌新型药物的研发提供新的策略。
