泛素化是靶向蛋白质以被蛋白酶体降解的过程。泛素 (Ub) 是一种 76 个氨基酸的多肽,可以通过泛素化过程共价连接到各种细胞蛋白上。这种泛素-蛋白酶体系统在细胞分裂、生长、分化、转录调控、细胞凋亡和免疫等方面起着至关重要的作用。三种主要类型的酶参与泛素化过程。在第一步中,泛素活化酶(E1)通过ATP依赖性反应进行泛素活化。在第二步中,活化的泛素从 E1 转移到泛素结合酶 (E2)。在最后一步中,泛素蛋白连接酶 (E3) 是标记泛素以靶向底物蛋白所必需的。泛素的羧基末端与靶蛋白中赖氨酸残基的ε氨基之间形成异肽键。
一旦底物蛋白被标记,蛋白酶体将与多泛素链结合,从而允许标记蛋白的降解。然后,多泛素化的靶蛋白被 26S 蛋白酶体识别并降解。去泛素化酶 (DUB) 通过从其底物蛋白中去除泛素来逆转泛素化过程。泛素-蛋白酶体系统的失调与癌症、糖尿病、心血管和神经退行性疾病等有关。
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