甜菜应答盐胁迫的E3泛素连接酶UPL家族基因的鉴定与分析

甜菜为二年生草本植物,是我国重要的糖料作物,广泛种植于我国东北、西北和华北等地区。本文以甜菜T710-Mu品系为试验材料,利用盐胁迫下的甜菜转录组数据库,通过建立隐马尔科夫模型筛选数据库得出3个响应盐胁迫的含有HECT结构域的UPL(Ubiquitin-protein ligase)家族基因。对3个UPL家族基因编码的蛋白质BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5进行蛋白质理化性质预测、进化关系分析、蛋白质保守结构域分析和蛋白质互作网络等生物信息学分析。预测BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5分别分布在Chr09、Chr07和Chr08,并且具有典型的HECT型结构域,鉴定得到的编码E3泛素连接酶UPL基因属于UPL家族基因。蛋白质互作预测结果表明,这些UPL蛋白质之间存在相互作用,并可能与泛素蛋白酶体系统中其他组分,如泛素藕合因子、E2共价结合酶以及26S蛋白酶体等相互影响。结合荧光定量PCR和转录组数据结果可知,BvUPL3基因在叶片和根部的相对表达量与对照组相比显著上升,BvUPL4和BvUPL5基因的相对表达量与对照组相比在叶片中显著下调,在根部显著上升,这些结果可为后续深入研究甜菜泛素连接酶提供理论基础。

miR-146b-5p靶向E3泛素蛋白连接酶促进高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞上皮间质转化

目的探讨miR-146b-5p与E3泛素蛋白连接酶(ZNRF3)对高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞上皮间质转化(EMT)进程的影响及作用机制。方法正常培养的小鼠为对照组,采用4.25%葡萄糖透析液和0.1 mg/kg的脂多糖诱导腹膜纤维化小鼠模型,收集小鼠腹膜组织,Masson染色观察腹膜组织胶原纤维变化,免疫组化法检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和Ⅰ型胶原(COL I)表达。Western blot检测腹膜组织上皮钙黏蛋白(E-cadherin)、α-SMA和COL I表达。qRT-PCR检测腹膜组织中miR-146b-5p和ZNRF3表达。双荧光素酶报告基因检测验证miR-146b-5p和ZNRF3靶向关系。分离对照组小鼠腹膜间皮细胞,高糖诱导构建小鼠腹膜间皮细胞纤维化模型,将细胞分为对照组、模型组、mimic-NC组、miR-146b-5p-mimic组和miR-146b-5p-inhibitor组。Transwell小室检测细胞迁移和侵袭能力。Western blot检测EMT相关蛋白表达。结果与对照组小鼠比较,模型组小鼠腹膜组织增厚,胶原纤维增多,α-SMA和COL I表达增加(P<0.05),miR-146b-5p表达升高(P<0.05),E-cadherin和ZNRF3表达降低(P<0.05)。miR-146b-5p靶向负调控ZNRF3表达。细胞水平检测结果显示,与对照组比较,模型组和mimic-NC组小鼠腹膜间皮细胞迁移和侵袭细胞数增多(P<0.05),E-cadherin表达降低(P<0.05),波形蛋白(Vimentin)和N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达升高(P<0.05)。与模型组比较,miR-146b-5p-mimic组小鼠腹膜间皮细胞变化趋势更为显著,miR-146b-5p-inhibitor组细胞EMT进程受到抑制。结论miR-146b-5p可靶向ZNRF3基因促进高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞EMT进程。

泛素E3连接酶膜相关锌指蛋白2高表达与胃癌临床分期、侵袭性及预后的相关性

目的研究泛素E3连接酶膜相关锌指蛋白2(MARCH2)高表达与胃癌分期、侵袭及预后之间的关系。方法将96例行胃癌根治术的胃癌患者纳为研究对象,免疫组织化学法检测患者胃癌组织及癌旁组织内MARCH2表达情况,分析MARCH2阳性表达与患者临床病理特征之间的关系。术后随访5~47个月,采用Kaplan-Meier法分析胃癌组织内MARCH2表达情况与患者生存时间的关系。结果胃癌组织内MARCH2阳性表达率高于癌旁组织,差异具有统计学意义(P<0.05)。胃癌组织内MARCH2阳性表达与胃癌浸润深度以及淋巴结转移有关(P<0.05),与患者年龄、性别、肿瘤大小、TNM分期以及分化程度无关(P>0.05)。将胃癌组织内MARCH2中、强阳性表达者纳为MARCH2强阳性表达组,其余患者纳为对照组,随访5~47个月,平均(34.51±6.16)个月,绘制生存曲线发现,强阳性组患者生存时间短于对照组,差异具有统计学意义(Rank=8.923,P=0.003)。结论胃癌组织内MARCH2阳性表达率明显上升,且MARCH2阳性表达与肿瘤浸润深度及淋巴结转移间存在密切联系,MARCH2高表达者预后生存时间更短,提示MARCH2可能参与胃癌的发生及发展。

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物在恶性肿瘤中的研究进展

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物(DTL)是E3泛素连接酶中重要的底物适配器,主要通过介导染色质许可和DNA复制因子1(CDT1)、SET结构域赖氨酸甲基转移酶8(SET8)和p21参与蛋白质的泛素化和降解,并调控细胞周期和基因组的稳定性。目前的研究发现,DTL在多种恶性肿瘤的发生发展中发挥重要作用,如乳腺癌、肝细胞癌和宫颈癌等,且与患者预后具有显著相关性。本文就DTL的基本功能及在乳腺癌、肝细胞癌、宫颈癌和恶性黑色素瘤中的研究进展进行综述。

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物在食管鳞状细胞癌中的表达及与预后的关系

目的探讨无齿E3泛素蛋白连接酶同源物(DTL)在食管鳞状细胞癌(ESCC)中的表达及与预后的关系。方法收集TIMER2数据库资料,分析DTL在食管癌组织中的mRNA表达水平。采用免疫组化染色法检测95例ESCC组织和癌旁正常组织中DTL的蛋白表达情况,分析DTL表达情况与ESCC患者临床特征的关系,并分析ESCC患者预后的影响因素。结果TIMER2数据库分析结果显示,食管癌组织中DTL mRNA表达水平高于正常食管组织,差异有统计学意义(P﹤0.05)。ESCC组织中DTL阳性表达率为56.8%(54/95),明显高于癌旁正常组织的35.8%(34/95),差异有统计学意义(P﹤0.01)。不同病灶数目及组织学分级ESCC患者的ESCC组织中DTL表达情况比较,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。DTL阳性表达的ESCC患者总生存期明显短于DTL阴性表达患者,差异有统计学意义(P﹤0.01)。多因素分析结果显示,DTL阳性表达是ESCC患者预后的独立危险因素(P﹤0.01)。结论DTL在ESCC中高表达,且与ESCC的发生发展密切相关,可能是ESCC潜在的预后分子标志物。

E3泛素连接酶Smurf家族在骨形态发生蛋白和转化生长因子信号转导中的作用

泛素-蛋白酶体降解系统广泛存在于各种真核细胞中,参与调控细胞多种生理进程.作为该系统中行使调控降解功能的核心成员,E3泛素连接酶的重要作用已经越来越引起人们的重视.BMP和TGF-β是骨组织中调控成骨细胞和软骨细胞增殖、分化和凋亡的关键分子,通过不同的信号通路体系调控骨生理代谢,参与骨组织的多种生理进程.最近的研究表明,泛素-蛋白酶体降解系统在骨细胞和骨组织中具有十分重要的作用,E3泛素连接酶Smurf作为这一系统的核心,参与调控骨组织中BMP和TGF-β两个家族的分子信号转导过程.在前期成果的基础上,结合最新的研究进展,系统阐述了骨组织中E3泛素连接酶的发现,及其调控BMP和TGF-β信号通路的机制以及其对成骨细胞和软骨细胞增殖和分化的影响.

乳腺癌中泛素蛋白连接酶E3A与泛素特异性蛋白酶25的表达及其临床意义

目的探讨泛素蛋白连接酶E3A(ubiquitin protein ligase E3A,UBE3A)与泛素特异性蛋白酶25(ubiquitin specific protease 25,USP25)在乳腺癌组织中的表达及与临床病理特征的相关性,并分析UBE3A与USP25在乳腺癌泛素蛋白酶体系统中的关系。方法采用免疫组织化学染色检测50例乳腺癌组织及癌旁相对正常组织石蜡标本中UBE3A与USP25的表达情况,并分析它们与乳腺癌患者临床病理特征的关系;shRNA-UBE3A慢病毒转染乳腺癌MCF-7细胞,通过荧光定量PCR与Western Blot检测UBE3A基因及蛋白的敲减水平,然后观察敲减UBE3A后USP25的表达水平。结果UBE3A与USP25在乳腺癌组织中的阳性表达率分别为64%、72%,而在邻近相对正常组织中的表达均为阴性,两者在乳腺癌组织与相对正常组织中的表达差异具有统计学意义(P<0.001);UBE3A的表达与淋巴结转移(P=0.001)、Ki-67的表达(P<0.001)相关,USP25的表达与组织学分级(P=0.046)、淋巴结转移(P=0.041)、Ki-67的表达(P=0.029)相关;shRNA-UBE3A慢病毒转染乳腺癌MCF-7细胞后,UBE3A蛋白及mRNA的表达均明显降低(P<0.001),且敲减UBE3A后USP25的蛋白及mRNA的表达明显降低(P<0.001)。结论UBE3A与USP25和乳腺癌细胞的增殖、转移等生物学行为相关,在乳腺癌泛素蛋白酶体系统中UBE3A与USP25功能作用明显增强且保持动态平衡,它们可能共同作用促进乳腺癌的的发生发展。

具有E3泛素连接酶功能的痘病毒蛋白质

泛素化是蛋白质的翻译后共价修饰过程,可以调节蛋白质的稳定性,涉及多种生理功能。痘病毒在进化过程中形成了扰乱和操纵宿主细胞泛素系统的多种机制,包括编码多种能干扰宿主泛素系统的病毒蛋白质。近年的研究表明痘病毒编码许多具有泛素连接酶活性的蛋白质,如膜相关RING-CH(MARCH)结构域蛋白、p28/Really Interesting New Gene(RING)finger蛋白、锚蛋白重复序列/F-box蛋白、Bric-a-Brac Tramtrack Broad complex(BTB)/Kelch蛋白及APC家族蛋白等。作者在本文着重阐述了痘病毒编码的E3泛素连接酶功能蛋白的研究概况。

泛素连接酶E3 Nedd4-like家族与癌症关系的研究进展

泛素蛋白酶体系统参与体内80%以上蛋白质的降解,调节体内细胞增殖,分化及存活,其功能紊乱可导致包括癌症在内的多种疾病。该系统中泛素连接酶E3 Nedd4-like家族已被证实在多种癌症发生、发展中发挥重要作用。泛素连接酶E3 Nedd4-like家族成员能够调节多种蛋白的泛素化、溶酶体及蛋白酶体降解作用及细胞核转位作用,因而影响着肿瘤发生过程中多条信号转导通路,如TGFβ、EGF、IGF、VEGF、SDF-1及TNFα通路。此外,该家族还可直接调节Smads、p53、KLF、RUNX及Jun等多种癌相关转录因子。由此可见,充分了解E3 Nedd4-like家族对癌症的潜在影响将有利于对生物标志物及药物靶点的认知与开发。现将该家族的主要特点、作用机制及在多种癌症中的表达情况作一综述。

E3泛素–蛋白连接酶UPL3 DNA序列揭示德阳柿和油柿为栽培柿的最近缘物种

柿树的果实是著名传统食物。在过去几十年,由于城市化和环境破坏,柿树的种质资源受到威胁。柿科的柿属植物,在全世界约有400多种。为了保护和利用,急需评价柿属植物的遗传多样性。然而,由于形态和DNA标记数量少,灵敏度有限,柿属植物的鉴定仍然存在困难,开发分子鉴定方法仍然是全球的挑战。本文中,利用E3泛素–蛋白连接酶UPL3 DNA区域研发出新的DNA序列标记,可用于柿属植物分类。该DNA序列标记揭示,德阳柿和油柿是栽培柿的最近缘物种。对于深入理解栽培柿的起源、研究全球柿属植物的遗传多样性以及系统发育关系具有重要意义。

泛素蛋白连接酶E3介导的EMT在肿瘤浸润与转移中的作用

上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition EMT)是指上皮性质的细胞出现了间质细胞的特性,具有运动及转移能力。泛素-蛋白酶体系统是降解体内蛋白质的主要途径,在维持机体内蛋白质动态平衡方面起主要作用。本文就EMT的相关信号通路以及泛素蛋白连接酶E3介导EMT在促进肿瘤浸润与转移进行综述。

E3泛素连接酶1对SOX2蛋白稳定性的影响

目的探讨WW结构域的E3泛素蛋白连接酶1(WWP1)和E3泛素蛋白连接酶2(WWP2)对3种转录因子[八聚体结合转录因子4(OCT4)、性别决定区Y-box蛋白2(SOX2)和NANOG蛋白]水平的影响。方法通过质粒转染,在HEK 293FT细胞中分别共表达OCT4、SOX2、NANOG和WWP1或WWP2。通过免疫印迹法检测WWP1或WWP2过表达对OCT4、SOX2、NANOG蛋白水平的影响。通过GST pull-down实验和免疫共沉淀实验分析WWP1与SOX2蛋白间的相互作用;运用体外蛋白质泛素化修饰实验证明WWP1是否为SOX2的特异E3泛素连接酶。结果在WWP1与OCT4、WWP1与SOX2及WWP2与OCT4共表达体系中,WWP1或WWP2均呈剂量依赖性地下调对应的共表达蛋白OCT4或SOX2水平,且以WWP1与SOX2共表达体系中SOX2蛋白的表达下调最为明显。在其他共表达体系中,WWP1或WWP2对对应的共表达蛋白均无明显的下调作用。溶酶体抑制剂氯喹可部分阻止SOX2蛋白水平的降低。放线菌酮(CHX)处理24 h后,WWP1与SOX2共表达体系中的SOX2蛋白水平的下降速度快于单独过表达SOX2(P<0.05)。WWP1可以通过与SOX2蛋白的直接相互作用催化SOX2蛋白的泛素化修饰。结论WWP1是SOX2蛋白新的E3泛素连接酶,可促进SOX2蛋白经泛素-溶酶体途径降解,进而下调SOX2蛋白的表达。

E3泛素连接酶WWP2通过蛋白酶体途径调控p21的稳定性

目的 探讨含WW结构域的E3泛素蛋白连接酶2 (WWP2)调控p21稳定性的潜在作用机制。方法 通过免疫共沉淀及Western blotting检测HEK 293T细胞中WWP2与p21的结合情况。用蛋白酶体抑制剂(MG132)和放线菌酮(CHX)处理过表达或敲减WWP2 HEK 293T细胞0、4、8 h,通过Western blotting检测p21的表达情况。结果 WWP2与p21间存在结合。过表达WWP2的293T细胞中,p21的表达水平明显降低,且随WWP2表达量增加逐渐降低。敲减WWP2的293T细胞中,p21表达水平增加。随着CHX作用时间延长,对照组和实验组的p21表达水平均逐渐下降。过表达组p21半衰期较对照组缩短;敲减组p21半衰期较对照组延长。随着MG132作用时间延长,对照组和实验组p21表达水平均逐渐上升。空载组较过表达组、敲减组较对照组p21积累均更显著。结论 E3泛素连接酶WWP2可与p21结合,并通过蛋白酶体途径降解p21。

泛素连接酶E3

蛋白质的泛素化修饰具有高度的特异性,它参与调节细胞内许多的生理活动。蛋白质的泛素化修饰涉及一系列的酶参与反应,包括泛素激活酶E1、结合酶E2以及连接酶E3。而其中泛素连接酶E3对靶蛋白的特异性识别起关键作用。泛素连接酶E3主要由HECT结构域家族、RING结构域家族和U-box结构域家族组成。现对泛素连接酶E3的分类、结构及其对靶蛋白的识别机制等进行综述。

泛素连接酶E3和肿瘤关系的研究进展

决定蛋白质最后命运的是一类蛋白水解酶，在真核细胞中主要有两种蛋白质水解体系负责蛋白质的降解：溶酶体（lysome）和泛素一蛋白酶体（ubiquitinproteasome）。前者为人们所熟知，后者是近20年来科学家重点研究的目标。

E3泛素连接酶CHIP与上皮性癌关系研究

泛素化修饰是机体一种非常重要的蛋白质翻译后修饰方式,其广泛参与细胞周期、DNA修复、信号转导、转录调控等生物学过程。近些年,蛋白质泛素化修饰在恶性肿瘤发生和发展中的作用,受到国内外广泛关注。尤其是E3泛素连接酶,它能特异性识别作用底物,泛素化修饰的特异性就取决于该连接酶。研究表明,E3泛素连接酶功能异常与恶性肿瘤等多种疾病的病理过程密切相关,因此分析特定的E3连接酶在恶性肿瘤中的作用和机制,有助于加深对恶性肿瘤发生、发展过程中分子机制的认识,为恶性肿瘤相关分子分类和治疗靶点提供实验基础。本文对E3泛素连接酶CHIP的功能,尤其与上皮性癌关系的研究进展进行综述。

靶向Cullin-RING E3泛素连接酶的抗肿瘤策略及相关药物研发进展

Cullin-RING E3泛素连接酶(CRL)是泛素-蛋白酶体系统的重要组分,参与催化蛋白质的泛素化,促进随后的蛋白质降解,从而影响细胞周期、细胞凋亡、DNA复制、信号转导等多种细胞生理活动,且在多种肿瘤细胞中异常活化。以MLN4924为代表的拟素化抑制剂的成功研发有力地证实了CRL是可行的抗肿瘤靶点,具有很好的药物研发潜力。近年来,不断有新的研究通过高通量筛选、基于计算机辅助的虚拟筛选或基于结构的药物设计技术寻找特异的CRL抑制剂,但由于CRL复合物具有多种亚单位,呈蛋白-蛋白相互作用和多变的蛋白构象,缺乏典型的小分子药物结合位点等特性,其相关药物研发仍面临巨大挑战。截至目前,CRL小分子抑制剂主要以研究最为透彻的SCF泛素连接酶复合体的底物识别亚基F-box蛋白家族为靶点。此外,也发现数个通过靶向UBE2M-DCN1相互作用,特异性阻断CRL3/CRL1拟素化,从而抑制CRL3/CRL1泛素连接酶活性的小分子化合物。另一方面,也有CRL激动剂的报道,主要见于植物生长素吲哚乙酸和免疫调节性酰亚胺类药物。此外,靶蛋白水解嵌合体(PROTAC)是一项靶向蛋白-蛋白相互作用的新技术,其通过特异性小分子抑制剂链接一个CRL E3泛素连接酶来精确降解特定促癌靶蛋白,已成为近年来利用E3泛素连接酶设计抗肿瘤靶向药物的热点。

UPS-E3泛素连接酶ITCH与胰岛素抵抗的关系

糖尿病已成为严重的世界性公共卫生问题,预计至2045年全球糖尿病患者将超过6亿人[1]。胰岛素抵抗是2型糖尿病的重要表型,是指各种原因导致胰岛素促进葡萄糖摄取和利用率下降,机体代偿性地分泌过多胰岛素,产生高胰岛素血症。胰岛素是一种蛋白类激素,促进糖原、脂质和蛋白质合成等多种生物代谢过程,其作用的发挥依赖于胰岛素信号正常转导;胰岛素重要靶器官如肝脏、脂肪、肌肉、胰腺和脑中胰岛素信号通路阻断将导致胰岛素抵抗。

靶向E3泛素连接酶的药物研究进展

泛素-蛋白酶体系统是真核细胞蛋白质降解的重要途径之一,在细胞的增殖、分化、凋亡以及DNA的修复等生理活动的调节中起着重要作用。E3泛素连接酶是泛素-蛋白酶体系统的重要组成部分,决定底物识别的特异性。E3泛素连接酶的失调会引起癌症、阿尔茨海默症和帕金森病等多种疾病。本文对靶向E3泛素连接酶的药物在癌症、阿尔茨海默病、帕金森病、糖尿病并发症、动脉粥样硬化以及炎症性肠炎等领域的研究进展进行了总结。目前能够开发成为药物的靶向E3泛素连接酶的小分子抑制剂或激动剂数量不多,我国在天然产物的研究与开发方面具有突出的优势,很多天然产物都具有靶向E3泛素连接酶的活性,值得进一步开发应用。

E3泛素连接酶在阿尔茨海默病中的作用机制研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年期常见的、以进行性认知功能障碍为特征的中枢神经系统(CNS)退行性疾病。AD疾病进展缓慢,可逐渐从记忆减退发展至丧失身体机能,对家庭和社会造成极重的负担。AD患者脑内β-淀粉样蛋白异常聚集和沉积,神经元凋亡和突触功能障碍,神经炎症以及线粒体功能受损是AD典型的病理特征,而引起这些病理特征的原因之一可能是相关蛋白质生成和降解失衡。近几年,许多研究发现泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)在脑内蛋白质平衡方面起到重要作用。在UPS中,E3泛素连接酶又是其中数量、种类最多,调控机制最复杂的酶,能够参与调节多种AD相关蛋白,在AD等神经退行性疾病中起到非常重要的作用。本文围绕AD主要病理特征,就E3泛素连接酶在AD中的作用进行综述,以期为理解AD的发病机制提供新的研究思路。