蛋白质泛素化指的是以泛素单体和泛素链作为信号分子,共价修饰细胞内其他蛋白质的一种翻译后修饰的形式。泛素是由76个氨基酸组成的小分子蛋白质,全长包含了7个赖氨酸位点以及一个位于C端的甘氨酸位点、位于N端的甲硫氨酸(Met)位点。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年蛋白质泛素化行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,目前已经有报道了8种类型的多聚泛素化修饰类型,其中7种涉及泛素链内部赖氨酸K与泛素分子C末端的甘氨酸G相连接方式,主要包含了K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63位的多聚泛素化修饰,目前研究较多的是K48和K63位多聚泛素化修饰,二者的功能性不一,其中K48的多聚泛素化修饰主要起到降解的作用,而K63位的多聚泛素化修饰主要起到信号传导和DNA修复的作用。
蛋白质的泛素化修饰贯穿细胞生命周期中的各个时期,通过对于蛋白质的稳定、活性等作出调控,广泛参与了DNA损伤修复、基因转录、细胞凋亡、信号传导、蛋白质翻译等作用。
蛋白质泛素化的过程中通常需求3中泛素化酶参与协同作用,主要为E3泛素连接酶、E3泛素连接酶、E1泛素激活酶,目前发现的E3泛素连接酶种类较多,达到514种左右,其次是泛素结合酶E2约有44种。在蛋白质泛素化的过程中,每个连接酶将泛素转移至特定的蛋白质靶标。
在2021年科技部发布的“十四五”国家重点研发计划“生物大分子与微生物组”重点专项中,将泛素化修饰关键蛋白质列为重点项目。在国家项目中,蛋白质的泛素化修饰和降解主要起到干预肠癌、肺癌等发生和发展过程中的炎症、免疫、代谢微环境稳态维持及失衡。在政策的支持下,预计针对蛋白质泛素化的研究将不断增多,未来行业发展前景较好。
泛素化的概念是在1975年出现,在2004年由于Ciechanover, Hershko和Rose共同发现泛素介导的蛋白质降解从而获得诺贝尔化学奖。随着诺贝尔奖的颁发,针对于泛素化修饰的研究文章数量持续增长,仅近十年就增长了1.7万篇,其中关于泛素化蛋白质的研究占比不到5%,未来针对泛素化蛋白质的研究前景广阔。
新思界
产业分析人士表示,蛋白质的泛素化参与了细胞的整个生理周期,泛素化失调在癌症、免疫疾病、神经退行性病变等中起到重要作用,针对于泛素化通路的调控已经被认为是肿瘤和神经退行性疾病重要治疗策略,未来应用前景较好。