去泛素化酶OTULIN研究进展①
2021-03-29胥虹贝重庆医科大学附属第一医院神经内科重庆400016
胥虹贝 罗 勇 (重庆医科大学附属第一医院神经内科,重庆400016)
线性泛素化修饰主要由泛素蛋白N末端的甲硫氨酸Met1 的氨基与另一泛素分子C 末端甘氨酸的羧基共价结合而成——甲硫氨酸1-泛素链(Met1-Ub)[1]。研究表明,由Sharpin、HOIL-1L和HOIP构成的线性泛素链组装复合体(linear ubiquitin chain as⁃sembly complex,LUBAC)可对NF-κB 通路中的重要组分NEMO 及NOD2 受体信号通路中的受体相互作用蛋白激酶 2(receptor interacting protein kinase 2,RIPK2)进行线性泛素链组装[2-3]。OTULIN(OTU domain DUB with Linear linkage specificity)作为一种重要的去泛素化酶,可通过S1'泛素结合位点特异性结合Met1-Ub,去除底物蛋白Met1-Ub,在OTULIN相关自身炎症反应综合征(OTULIN-related autoin⁃flammatory syndrome,ORAS)、细胞死亡、血管再生、神经炎症等病理生理过程中发挥重要作用。本文就OTULIN 结构、调节机制及生物学特性的研究现状进行概述。
1 OTULIN结构及调节机制
1.1 OTULIN 与Met1-Ub 人类OTULIN 基因位于染色体5p15.2 区,通过转录翻译合成含有352 个氨基酸的OTULIN 蛋白[4-5]。晶体结构分析表明,Asn341、His339 和 Cys129 构成 OTULIN 蛋白三级结构的催化中心,其中His339和Cys129通过不同排列方式形成2 种不同构象,具有催化活性的“活化”构象(约30%)主要通过Asn341、His339和Cys129相互作用发挥作用,而无催化活性的“非活化”构象(约70%)中因Asp336 将His339 从原有催化位置拉出,Cys129发生转向从而形成无效的旋转异构体[5]。
线性泛素化修饰是近年发现的一种新型泛素链连接方式[1]。研究表明,OTULIN 催化结构域(cat⁃alytic domain of OTULIN,OTULINcat)的C129位点可与Met1-Ub特异性结合,且OTULIN催化结构域在物种间高度保守[4]。Ub 远端和近端分别与多个泛素结合位点S1 和S1'连接。S1 位点与远端Ub 的结合覆盖面积为1 045Å2,且该位点含有与螺旋臂(aa 254~264)相互作用的 Ile44。S1'位点与近端 Ub 的结合覆盖面积为 880 Å2,主要由 Ub 的 Helix 和 Phe4位点与OTULINcat 的α1 螺旋和α2 螺旋构成。……
