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1、泛素：泛素(Ubiquitin)是一种由76个氨基酸构成、在真核生物中广泛存在并具有高度保守性的多肽。泛素的氨基酸序列极其保守,例如酵母与人的泛素仅有3个残基的差别。泛素化修饰：一个或多个泛素分子在一系列酶的作用下与底物蛋白质分子共价结合的翻译后修饰过程称为泛素化修饰。泛素化修饰主要作用：1.参与蛋白质降解2.直接影响蛋白质的活性和定位蛋白质降解：泛素化修饰最早被发现的功能是标记靶蛋白,使之被蛋白酶体识别并降解,整个过程涉及泛素分子、底物蛋白和多种酶系统。1.泛素-蛋白酶体系统（UPS）：泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）、去泛素化酶、蛋白酶体，它们共同构成了泛素-
2、蛋白酶体系统（UPS）。早在20世纪70年代就证实动物细胞内蛋白质的降解是具有高度选择性的。有一些模型提出来解释这种选择性降解蛋白的现象,例如,有人提出所有的蛋白都能迅速地进入溶酶体,但是只有那些短暂的蛋白被降解,而长寿命的蛋白质则从溶酶体中逃出重新回到细胞质。后期实验也证实溶酶体降解蛋白特异性很低,并且溶酶体降解所有的蛋白速率都一样。此外,用特定的抑制剂抑制溶酶体的功能对细胞内蛋白质降解的影响很小。这明显说明了溶酶体并不是特异性降解细胞内蛋白的细胞器。最终,发现细胞内特异降解蛋白的系统-泛素蛋白酶体系统。在细胞内,UPS能够快速地降解那些不正常的蛋白质和一些短暂的控制一系列基本细胞生命活
3、动的调节蛋白。UPS降解蛋白质是一个复杂的和受到严密调控的,并且是高度特异性的降解细胞内许多蛋白质的过程。细胞是如何选择并以高度特异的方式来降解蛋白质的呢？它是通过给需要降解的蛋白质加上许多小的标签—泛素来标记需被降解的蛋白随后这些蛋白被泛素蛋白酶体降解。蛋白酶体存在于细胞核和细胞质,它是由10~20个亚基组成的蛋白复合物。细胞内普遍存在的蛋白酶体是26S蛋白酶体,由一个核心的20S蛋白酶体和两个具调节作用的19S蛋白酶体组成。20S蛋白酶体为中空结构,是一个大的具有催化活性的蛋白酶,由2个外环(7个a亚基)和2个内环(7个β亚基)组成。在细胞内,20S蛋白酶体具有潜在的催化能力,需要激活
4、才具有蛋白酶活性,至少有2类蛋白酶体激活剂被发现在能够结合核心的20S蛋白酶体并增强它的催化活性。19S调节颗粒能够结合到20S蛋白酶体的外环上,形成26S蛋白酶体,它们主要负责降解泛素化的蛋白质。细胞内大多数的蛋白质是由26S蛋白酶体降解的。11S调节颗粒又被称为PA28或REG,它也能够结合到26S蛋白酶体并以一种不需要ATP和泛素化的方式起始短肽而不是完整的蛋白质的降解。如图：靶蛋白的泛素化降解涉及以下3个连续的过程：(1)泛素的活化,这个过程需要以ATP作为能量,泛素C端的羧基连接到泛素活化酶E1的巯基,最终形成一个泛素和泛素活化酶E1之间的硫酯键;(2)泛素活化酶E1将活化后的泛
5、素通过交酯化过程传递给泛素结合酶E2;(3)泛素连接酶E3将结合E2的泛素连接到靶蛋白上。靶蛋白在泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和蛋白泛素连接酶E3的作用下共价连接上几个泛素分子,然后被26S蛋白酶体所降解。蛋白质的降解是在20S核心颗粒中的β亚基进行的,一般不生成部分降解的产物,而是将底物蛋白完全降解为长度一定的肽段。26S蛋白酶体只识别泛素化的蛋白并将其降解为小肽,泛素在去泛素连接酶作用下回收再利用。如图：这些小肽随后被细胞质中的蛋白酶降解为氨基酸。在哺乳动物细胞内,UPS系统是一个层次非常鲜明体系：细胞内只表达一种泛素激活酶E1把泛素转移到大约50种泛素结合酶E2上,每种E2都可以与
6、许多E3泛素连接酶相互作用,而E3泛素连接酶在细胞内大约有1000个,它们负责特异性地结合底物使其发生泛素化从而能被蛋白酶体降解。泛素化修饰可分为多聚泛素化修饰和单泛素化修饰。目前报道的多聚泛素化修饰主要有8种不同类型的连接方式,其中7种涉及泛素链内部赖氨酸K与泛素分子C末端的甘氨酸G相连接方式，包括K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63位的多聚泛素化修饰。研究比较多的是K48位和K63位多聚泛素化修饰，其中K48位的多聚泛素化修饰主要起到降解的作用和调控蛋白的稳定性，K63位的多聚泛素化修饰主要起到信号转导、DNA修复的功能和调控蛋白的活性。近几年发现了第8种类型的泛素链连
7、接方式即线性泛素化修饰，其泛素链的连接方式是由泛素甲硫氨酸Met1的氨基基团与另一泛素甘氨酸的羧基相连形成泛素链标记。目前研究表明线性泛素化修饰在先天性免疫和抑制炎症反应等多种过程中发挥着非常重要的作用，成为现阶段的研究热点。单泛素修饰影响细胞的膜运输、内吞和病毒出芽等过程；由48位赖氨酸（K48）形成的泛素链发生的修饰，主要介导蛋白质的蛋白酶体降解；由63位赖氨酸（K63）形成的泛素链发生的修饰，与内吞作用、炎症响应、
