磷酸化对UCHL3体外去泛素化酶活性的影响

作者：丁珊; 任禹静; 姜凌; 梅子青^*

来源：生物技术进展, 2019, 9(05): 527-535.

DOI：10.19586/j.2095-2341.2019.0029

• UCHL3
• 磷酸化调控
• 泛素切割活性
• DNA损伤修复

泛素羧基末端水解酶L3(ubiquitin C-terminal hydrolase-L3,UCHL3)是真核细胞泛素羧基末端水解酶家族(ubiquitin C-terminal hydrolases,UCHs)的重要成员,参与了DNA损伤修复等过程。近期研究表明,UCHL3不仅在体外条件下可以切割C端用香豆素修饰的泛素分子(C-terminal conjugate of ubiquitin with 7-amino-4-methylcoumarin,Ub-AMC),当UCHL3上第75位的丝氨酸(Ser75)发生磷酸化后,其在细胞内切割多聚泛素链的活性也明显增强,但这种磷酸化调控尚缺乏体外证据支持。基于此,利用点突变及多种层析技术制备了野生型UCHL3(UCHL3WT)和模拟磷酸化的UCHL3蛋白(UCHL3S75E),在体外生化水平上研究了磷酸化对UCHL3的泛素链切割活性的影响。体外泛素切割实验显示,与UCHL3WT相比,UCHL3S75E切割Ub-AMC的活性提高了70%,但仍不能展现生理水平上的二泛素(di-ubiquitin,diub)切割活性,暗示UCHL3切割泛素链的机制更为复杂。同时,系统发育树与序列对比分析显示,发生磷酸化的Ser75仅存在于UCHL3中,在其他UCH家族成员中并不保守,表明基于Ser75的磷酸化调控是UCHL3所特有的。此外,UCHL3在众多真核生物中高度保守,暗示着该蛋白的磷酸化调控机制在进化上的保守性。研究结果拓展了对UCHL3磷酸化修饰调控的认识,为深入研究其生理角色奠定了基础。

• 单位
  北京理工大学; 中国农业科学院生物技术研究所; 生命学院