人類蛋白質在合成之后經歷了各種各樣的化學修飾。這些修飾調節了它們的結構、功能和穩定性。EMBL格勒諾布爾大學Bhogaraju小組的研究人員開發了一種新方法來研究一種稱為泛素化的關鍵蛋白質修飾過程。泛素化在多種細胞功能中起著不可或缺的作用，其失調導致許多人類疾病，包括神經變性和癌癥。

在泛素化過程中，一組被稱為E3泛素連接酶的酶將一個叫做泛素的小蛋白質連接到其他蛋白質上。這種標記反過來又有助于確定目標蛋白的命運。泛素化在人類中非常普遍，據估計，每個人類蛋白質在其一生中至少經歷一次泛素化。

人類存在600多個E3連接酶基因，約占人類基因組的3%，反映了泛素化細胞功能的多樣性。繪制人類E3靶蛋白圖譜可以幫助我們了解它們的功能，并最終將它們用于治療。

然而，大量的E3連接酶和它們的靶標仍然沒有得到很好的表征，其中一個原因是它們的相互作用具有極其短暫的性質。當前映射此類交互的方法也是高度資源密集型的，這限制了它們的使用和可擴展性。

為了解決這個問題，Bhogaraju小組研究了各種生理環境下的泛素化途徑，開發了一種簡單、經濟的方法，名為Ub-POD，可以快速、輕松地直接在人類細胞中標記給定E3連接酶的靶標。

這項工作最近發表在《科學進展》雜志上，由Bhogaraju小組的EMBO博士后Urbi Mukhopadhyay領導，他發現了一種方法，可以直接在細胞內用生物素有效地標記給定E3連接酶的泛素化目標。這使得以后可以使用一種稱為定量質譜法的技術來識別目標。生物素是一種小的有機化合物，可以生物化學地附著在感興趣的蛋白質上，并用于從混合樣品中分離蛋白質。

該方法的簡單性和常用化學物質的使用意味著它可以在世界上任何地方使用，在任何擁有基本分子生物學設施的實驗室中使用。

利用這種方法，作為原理證明，研究人員發現了E3連接酶的新靶點，RAD18和CHIP，它們分別與癌癥和神經退行性疾病有關。慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學(LMU)的Christian Behrend實驗室是Bhogaraju小組的合作者，他們也將這種方法應用于TRAF6——另一種E3連接酶和一種關鍵的免疫信號調節因子——并成功地識別出了已知的和新的底物。

未來，該團隊計劃將這種方法應用于所有已知的人類E3酶。EMBL Grenoble的研究組組長Sagar Bhogaraju說:“我們相信這將有助于填補蛋白激酶家族和泛素連接酶家族在治療領域的差距。”“盡管含有類似數量的酶，但有大約80種fda批準的靶向激酶的治療藥物，而只有少數藥物靶向泛素系統。我們開發的方法將有助于擴大E3連接酶或其底物作為藥物靶點的范圍。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240813171012593.htm）