6-20 Cell：蛋白酶体锚定机制被揭示

日期：2006-06-20　　访问次数：3600

生物谷博客报道：蛋白酶体机器（proteasomal machinery）介导着泛素（ubiquitin）依赖性的蛋白酶解反应，可以降解细胞质中的目标蛋白质，也可以降解核内蛋白。但是，关于蛋白酶体（proteasome）如何在核中聚集的机制科学家们还未阐明。最近，在Cell杂志中由Takeda和Yanagida共同发表的一篇文章中阐明了，蛋白酶体如何在裂殖酵母核中定位的机制。
 
 那么，这种核被膜定位的蛋白Cut8与蛋白酶体之间的相互关系，是否就是将蛋白酶体拴在核中的机制？确实地，实验结果也正是如此。在表达野生型Cut8的细胞核中，蛋白酶体会聚集起来；但是，表达缺乏N-末端Lys残基Cut8突变体的细胞核中，蛋白酶体则不会聚集。
 
 Takeda和Yanagida发现了，泛素结合酶（ubiquitin-conjugating enzyme）Rhp6和泛素连接酶（ubiquitin-ligase）Ubr1、Rhp18负责了Cut8的聚泛素化反应以及随后的降解过程。与蛋白酶体核内富集需要Cut8聚泛素化相吻合的是，在Rhp6和Ubr1的无效突变体（null mutant；由于大片段插入、缺失或重排而导致基因产物完全无效）中，蛋白酶体的核内聚集显著减少了。形成对比的是，在Rhp18无效突变体中，核蛋白酶体的聚集减少的并不多。这些结果表明，Cut8是Rhp6和Ubr1的靶分子，但也有可能是Rhp18的靶分子。
 
 之前，Yanagida研究小组已经发现了核被膜蛋白（nuclear envelope protein）Cut8是核蛋白酶体聚集的促进因子。在这篇报道中，作者发现：Cut8有着很短的半衰期（half-life）；在N末端的Lys残基会被聚泛素化（polyubiquitylated），该过程被认为是对Cut8的迅速降解必需的。他们还表明了，Cut8与蛋白酶体相互作用，而且这种相互作用在N-末端Lys残基被泛素化（ubiquitylated）之后得到加强。
 
 现在仍然不清楚的是，蛋白酶体的核内富集仅仅是Cut8的聚泛素化的产物，还是同时也需要随后的降解过程？这有待于今后的研究。作者推出了一个反馈机制（feedback mechanism）来解释Cut8和蛋白酶体的调控过程：Cut8作为传感器，蛋白酶体作为锚；当Cut8缺乏时，蛋白酶体核中数量会减少，反过来促进了Cut8量的增加，之后带来了聚泛素化反应和核蛋白酶体的锚定。（来源：生物谷）