[發明專利]人工構建的雜種泛素結合結構域多肽及其應用

有效

• 申請號: 201410323921.1
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104072618B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 徐平;高媛;李衍常;趙明治;王京偉;常蕾;武軍駐;賀福初
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;C12N9/10;C07K1/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及一種人工構建的雜種泛素結合結構域多肽及其應用，特別涉及一種人工構建的雜種泛素結合結構域多肽及其在蛋白質泛素化修飾研究中的應用。

背景技術

泛素本身是含有76個氨基酸的小蛋白，因其在真核細胞內廣泛存在而得名。泛素-蛋白酶體系統(Ubiquitin Proteasome Systerm，UPS)是已知的所有真核生物體內保守性好、選擇性高、也是最為重要的細胞內蛋白質特異性降解途徑。蛋白質泛素化作為細胞的中心調節信號已經參與了包括蛋白質降解、蛋白質聚類、DNA修復和細胞凋亡等幾乎細胞正常生命活動的所有過程，并與許多疾病過程密切相關，因此蛋白質泛素化研究是生命科學研究的熱點。

與泛素分子的保守性相似，蛋白質的泛素化也是一個高度保守的可逆過程。在細胞內，泛素經由泛素活化酶E1，泛素鉸鏈酶E2和泛素連接酶E3的接連式酶促反應，通過其C末端的甘氨酸的羧基將其共價鉸鏈到被修飾的蛋白質底物的賴氨酸的ε-氨基。與之對應的是，泛素單體也可從被修飾的蛋白質底物或自由的泛素鏈上解離下來，這個過程需要脫泛素化酶(DUB)的參與才能完成。

由于泛素本身含有Lys6，Lys11，Lys27，Lys29，Lys33，Lys48和Lys63等7個賴氨酸，連接到底物蛋白上的泛素分子的7個賴氨酸又可以被泛素修飾，與76位的甘氨酸形成異肽鍵，由此形成泛素多肽鏈；另外，通過泛素的N端蛋氨酸與另一泛素的C端76位的甘氨酸共價結合可構成線性泛素鏈，進一步突顯了泛素系統的復雜性。而泛素鏈的種類和長度決定了泛素化蛋白質的命運。如單泛素修飾主要調控DNA修復和內吞作用。特殊的線性泛素鏈主要參與激活NF-κB激酶。經典的K48泛素鏈通過引導蛋白質到26S蛋白酶體來降解目的蛋白質。而K63泛素鏈修飾則主要參與溶酶體的胞內運輸、細胞內信號傳導和DNA修復等。定量蛋白質組學和生化研究結果顯示，K11泛素鏈引導內質網相關的蛋白質降解信號。而K33泛素鏈則調控不依賴于蛋白酶體的信號傳導途徑。其他泛素鏈的功能還不為所知。定量蛋白質組學研究表明上述泛素鏈在細胞中均廣泛存在，但其濃度組成存在很大差異，例如對數生長期酵母中7種泛素鏈組成的比例為K6:K11:K27:K29:K33:K48:K63≈40:120:20:15:5:100:40。

蛋白質被引導到蛋白酶體降解需要其泛素化信號被細胞內泛素化系統識別才能得以傳遞。研究表明在人的蛋白質組中存在250多個包含有泛素結合結構域(UBD)的泛素受體蛋白。這些UBD根據其生化特征可分為16類，包括Ub-associated domain(UBA)、Ub-interacting motif(UIM)、polyUb-associated zinc finger(PAZ)、MIU(motif interacting with Ub)，CUE(coupling of Ub conjugation to ER degradation)，GAT(Golgi-localized，Gamma-era-containing，Arf-binding)，UBZ(ubiquitin-binding zinc finger)，UBC(ubiquiin-conjugating enzyme)，UEV(ubiquitin-conjugating enzyme E2variant)，UBM(ubiquitin binding motif)，NZF(Np14zinc finger)，ZnF-UBP(ubiquitin-specific processing protease zinc finger)，ZnF-A20(zinc finger)，GLUE(GRAM-like ubiquitin binding in EAP45)，Jab1/MPN(Jun kinase activation domain binding/Mpr1p and Pad1p N-terminal)和PFU(PLAA family ubiquitin binding)。結構上，UBD通常較小，含有20-150個氨基酸殘基。UBD氨基酸序列的多樣性決定了其與泛素結合的親和力的多樣性和特異性。