泛素是一个由76个胺基酸组成的高度保守的多肽链,因为广泛分布于各类细胞而得名。泛素共价地结合于蛋白质的赖胺酸残基,被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解,泛素的这种标记作用是非底物特异性的,在蛋白质降解过程中,泛素扮演的角色越来越得到科学界的重视。
霍华德休斯医学院的研究人员Brenda Schulman致力于研究这些标记如何产生,希望可以了解它们如何让蛋白质准备好进行细胞内的工作。她的研究目标之一,是了解细胞如何迅速地反应周遭环境的变化。
Brenda A. Schulman在这篇发表于本期Nature中的文章表示,她们进一步了解一组酵素在标记蛋白质的分子接力赛中,如何扮演接力的角色。这些标记即所谓的类泛素蛋白质,可以附着于细胞中特殊的蛋白质上。
这套新发现的酵素E1 、E2和E3可以协力合作,将这些标记插在指定的目标分子,因此可以控制不同的蛋白质,泛素或类泛素标记插在蛋白质上,会使蛋白质被破坏或引起特殊的细胞活动,例如细胞分裂的步骤之一,因此可控制细胞的命运。
为了保持细胞健康,在正确的时间插上正确的分子标记是很重要的,这也是酵素大家族E1 、E2和E3的工作。研究人员发现这套酵素负责催化一系列复杂的反应,不同的酵素扮演不同的角色。
E1 酵素可以辨认正确的类泛素蛋白质,将类泛素蛋白以硫酯结构附于酵素而活化之。接着,硫酯键结会转移到第二种酵素E2,就像是把泛素(或其它标记)当成接力棒,交到E2手上。最后,E2 酵素再与E3酵素衔接,将泛素附着于目标蛋白质上。