編者按 該項研究全面揭示了蛋白磷酸化修飾在SCF 復(fù)合體介導(dǎo)的底物蛋白泛素化降解過程中的普遍性和特異性，為深入研究磷酸化修飾和泛素化修飾的交互作用（cross-talk）提供了嶄新的思路。 主要結(jié)論 1. 利用定量蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化組學(xué)的方法，篩選磷酸化依賴的SCF潛在泛素化降解底物 為了鑒定CRLs（Cullin-RING ligases）的磷酸化依賴的泛素化底物，使用定量蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化蛋白組學(xué)的方法定量MLN4924誘導(dǎo)改變的蛋白、磷酸化蛋白和磷酸化位點（圖1A）。通過大規(guī)模檢測，共鑒定到8286個蛋白、12276個可信度較高的磷酸化位點和4322個磷酸化蛋白。 2. SCF的候選底物蛋白及其參與泛素化降解途徑的磷酸化位點確認(rèn) 為了確定新的SCF磷酸化依賴的泛素化底物，作者將上述蛋白組學(xué)和磷酸化蛋白組學(xué)得到的結(jié)果與SCF-associated interactome相比對，共篩選到16個已報道的和38個未報到的SCF底物（圖2A）。通過免疫印跡實驗以及磷酸化位點突變等實驗，最終確定BAG3、UFD1和PRKAR1A這三個蛋白確為SCF的底物且蛋白的磷酸化是SCF依賴的泛素化降解的必要條件。 3. BAG3磷酸化介導(dǎo)泛素化降解機(jī)制研究 為了探究FBXO22調(diào)控BAG3降解的機(jī)制，通過過表達(dá)、敲除FBXO22以及添加蛋白酶抑制劑的多種實驗方法驗證了FBXO22對BAG3的調(diào)控（圖4A、4B、4C和4D）。接著作者將FBXO22蛋白C末端、BAG3的S377位點分別進(jìn)行點突變做免疫沉淀實驗，證實FBXO22蛋白上與BAG3的結(jié)合位點以及BAG的降解需要S377位點的參與（圖4G、4H和4I）。另外研究發(fā)現(xiàn)ERK在BAG3 S377位點的磷酸化和BAG3的降解中發(fā)揮了重要作用（圖4K）。 4. 保守性磷酸化降解結(jié)構(gòu)域確認(rèn) 通過將BAG3蛋白上S377位點附近的序列與多物種的序列比對、與SNAI1（已報道的FBXO22底物）的序列做比對，作者發(fā)現(xiàn)了磷酸化降解結(jié)構(gòu)域--XXPpSPXPXX結(jié)構(gòu)域（圖4E和圖4F），隨后作者使用FIMO軟件以及生化實驗進(jìn)一步確認(rèn)該結(jié)構(gòu)域是否為保守的磷酸化降解結(jié)構(gòu)域。在生化實驗中， RRAS2、EAF1蛋白（與BAG3發(fā)揮同樣重要作用且具有相似的結(jié)構(gòu)域的蛋白）經(jīng)位點突變后，不響應(yīng)MLN4924的處理（圖5C）亦不能與FBXO22結(jié)合（圖5E）。 5. BAG3降解生物學(xué)功能研究 通過體內(nèi)和體外實驗發(fā)現(xiàn)，BAG3 S377位點的突變會引起腫瘤的生長（圖6A和6B）。為了更進(jìn)一步深入了解FBXO22-BAG3調(diào)控軸，本研究中開展了定量蛋白組學(xué)實驗。與之前的結(jié)果一致，在FBXO22敲除的細(xì)胞中，BAG3的蛋白水平上升（圖6C）。在FBXO22敲除的細(xì)胞中，BAG3基因的沉默也會顯著降低細(xì)胞的增殖和遷移能力（圖6G）。 小結(jié)
泛素化是生物體內(nèi)非常重要的蛋白翻譯后修飾，介導(dǎo)了真核生物體內(nèi)80%~85%的蛋白質(zhì)降解。該降解途徑是調(diào)控蛋白表達(dá)水平的重要機(jī)制，通過對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、定位、活性以及相互作用的調(diào)控，廣泛參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、囊泡運輸?shù)壬磉^程。磷酸化也是蛋白質(zhì)組中普遍存在的翻譯后修飾，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。
Global identification of phospho-dependent SCF substrates reveals a FBXO22 phosphodegron and an ERK-FBXO22-BAG3 axis in tumorigenesis
該項研究通過多種分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)策略，揭示了SCFFBXO22為BAG3的泛素E3連接酶，F(xiàn)BXO22通過對ERK催化的BAG3的S377位點的磷酸化進(jìn)行識別，進(jìn)而促進(jìn)BAG3的泛素化降解，進(jìn)一步證明了ERK-FBXO22-BAG3調(diào)控軸在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的新機(jī)制。生命活動的調(diào)節(jié)過程并不是單一的調(diào)控過程，涉及到復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。泛素化和磷酸化作為真核生物中最常見的蛋白翻譯后修飾，對于蛋白活性、蛋白表達(dá)量以及蛋白功能調(diào)節(jié)具有至關(guān)重要的作用，多項研究表明他們之間存在著相互調(diào)節(jié)的作用（cross-talk）。本研究成果對于兩種修飾之間的研究提供了很好的范例，也是值得去深入探索的方向。
Cell Death Differ最新報道實現(xiàn)磷酸化與泛素化的交互應(yīng)答研究（crosstalk）
作者：上海中科新生命生物科技有限公司 2021-12-22T11:44 (訪問量:3881)
上海中科新生命生物科技有限公司 商家主頁
地 址： 上海市園美路58號1號樓15-18樓
聯(lián)系人： 徐
電 話： 021-54665263
傳 真：
Email：marketing@aptbiotech.com
相關(guān)咨詢
會議邀請 | 第8屆全國植物蛋白質(zhì)研究大會暨首屆貴陽生命科學(xué)新高地科學(xué)家論壇 (2023-07-07T14:37 瀏覽數(shù):34714)
項目文章Cell（IF 64.5）| 中國科技大學(xué)探索食物過敏謎團(tuán) (2023-07-07T14:22 瀏覽數(shù):36403)
Gastroenterology（IF 29.4）| 基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法開發(fā)的外泌體miRNA生物標(biāo)志物用于胰腺導(dǎo)管腺癌早期診斷 (2023-07-05T15:54 瀏覽數(shù):33505)
Cancer Letters（IF 9.7）|天津市環(huán)湖醫(yī)院利用Labelfree揭示超聲-替莫唑胺聯(lián)合誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡機(jī)制 (2023-06-30T09:37 瀏覽數(shù):34534)
Excel表免費下載 | 速來圍觀！2023年影響因子發(fā)布 (2023-06-29T09:35 瀏覽數(shù):29221)
外泌體多組學(xué)創(chuàng)新解決方案，精準(zhǔn)、前沿的疾病診斷生物標(biāo)志物 (2023-06-28T10:20 瀏覽數(shù):38857)
Immunity （IF=43.474）丨單細(xì)胞+空間聯(lián)合揭示肉芽腫形成的異常淋巴發(fā)育進(jìn)程 (2023-06-26T17:28 瀏覽數(shù):33181)
專家齊聚 亮點回顧 | 2023年海口·中醫(yī)藥創(chuàng)新多組學(xué)研究論壇圓滿落幕 (2023-06-25T10:10 瀏覽數(shù):37431)
項目文章Plant J（IF 7）| 杭州師范大學(xué)王慧中團(tuán)隊通過空間代謝+單細(xì)胞測序等揭示紅豆杉幼莖細(xì)胞特異的紫杉烷合成調(diào)控模式 (2023-06-25T09:42 瀏覽數(shù):35634)
項目文章Gut Microbes（IF 9.434）| 腸道微生物竟是導(dǎo)致膽囊切除術(shù)后患者腹瀉的元兇？ (2023-06-14T16:35 瀏覽數(shù):32415)