Nat. Chem. Biol. | 通过构象特异的探针对cullin-RING E3网络进行基于活性的分析

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推荐一篇发表在Nature chemical biology上的文章,通讯作者是德国马克思普朗克生物化学研究所的Brenda A. Schulman教授和滑铁卢大学的Sachdev S. Sidhu教授。Brenda A. Schulman教授的研究方向是泛素和泛素样蛋白翻译后修饰的调控机制,Sachdev S. Sidhu的研究方向是通过使用多种蛋白质工程技术,如蛋白质表面展示,人工进化等方法,设计和制备具有特定功能的蛋白,如抗体、酶、受体等。

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E3泛素连接酶参与真核生物的多种生物学过程,许多E3泛素连接酶的活性可以用催化半胱氨酸反应的探针来检测,然而像cullin-RING泛素连接酶(cullin-RING ubiquitin ligases, CRLs)家族缺乏活性位点,而是连接底物和泛素携带酶。

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CRLs是一个蛋白复合物,它发挥泛素化功能的过程是:cullinN端和底物结合模块结合,随后C端与RBX1蛋白的RING结构域以及泛素携带酶结合,最终泛素携带酶将泛素转移到底物上,模块化的CRL架构,多样性的泛素携带酶,以及大量的底物结合模块组合,产生了一个由数百个具有不同功能的独特E3连接酶复合物家族。

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有研究表明,NEDD8修饰到CUL1WHB结构域时,会改变CUL1的构象,从而结合并激活泛素携带酶,最终使CUL1的泛素化效率增加了1000倍,WHB区域在CUL1,CUL2,CUL3CUL4中是同源的,表明CRLs都可以与NEDD8形成共价连接。NEDD8cullin蛋白的共价结合被称为拟素化(neddylation),目前的模型表明,在底物降解后,大多数CRLs是去拟素化的,表明NEDD8cullin的结合是CRLs激活的标志,为了寻找可以与激活态CRLs结合的探针,作者利用噬菌体展示产生抗原结合片段,首先是两轮阴性筛选,选择与未激活态的CRLsNEDD8不结合的抗原结合片段,然后再从中筛选与激活态CRLs结合的抗原结合片段,最终筛选到了只特异性与NEDD8共价结合的cullins结合的探针,该探针将促进CRLs降解药物的开发。


本文作者:YSL
责任编辑:ZJ
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-023-01392-5
原文引用:DOI: 10.1038/s41589-023-01392-5


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