近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所同清華大學(xué)、中國科技大學(xué)展開合作，在非經(jīng)典泛素鏈的體外合成方面取得了重要進(jìn)展，首次實現(xiàn)了不同長度的非經(jīng)典分叉泛素鏈的高效體外合成。通過對化學(xué)合成的K11-K48四泛素的晶體結(jié)構(gòu)解析及其他生化分析，表明體外合成非經(jīng)典泛素鏈具備正常的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能。該研究為深入開展非經(jīng)典泛素鏈參與的生物學(xué)機(jī)制研究奠定了重要基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于9月26日在線發(fā)表在化學(xué)類國際頂級期刊《德國應(yīng)用化學(xué)（Angewandte Chemie International Edition）》上。
泛素化是真核生物內(nèi)重要的翻譯后修飾，在蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞周期調(diào)控、機(jī)體免疫以及DNA損傷修復(fù)等多種生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用。“泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解”的發(fā)現(xiàn)獲得了2004年諾貝爾化學(xué)獎。目前關(guān)于部分經(jīng)典泛素鏈的產(chǎn)生機(jī)制及生物學(xué)作用已有大量文獻(xiàn)報道。然而，非經(jīng)典泛素鏈（如混合泛素鏈及分叉泛素鏈等）的合成機(jī)制及生物學(xué)作用仍鮮見報道。非經(jīng)典泛素鏈相關(guān)研究止步不前的一個重要原因就是結(jié)構(gòu)均一的非經(jīng)典泛素鏈的生物獲取十分困難。
本研究發(fā)展了一種基于“異泛素單元（IsoUb）”的方法，實現(xiàn)了不同長度的K11-K48等非經(jīng)典分叉泛素鏈高效合成。晶體結(jié)構(gòu)及體外酶學(xué)實驗證明不同類型的去泛素化酶對化學(xué)合成的K11-K48分叉泛素鏈可進(jìn)行特異性切割，表明化學(xué)合成的K11-K48分叉泛素鏈具備正常的生物學(xué)結(jié)構(gòu)特征。該工作為進(jìn)一步研究非經(jīng)典泛素鏈的生化結(jié)構(gòu)特性創(chuàng)造了條件，在深入開展非經(jīng)典泛素鏈的生物學(xué)研究中邁出了重要的一步。
該研究由清華大學(xué)、中國科技大學(xué)和中國農(nóng)科院生物所合作完成。清華大學(xué)為該論文的第一單位，生物所梅子青研究員和清華大學(xué)化學(xué)系劉磊教授、中國科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭基深教授為共同通訊作者。（通訊員 崔艷）
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.201708067
