生物所破译一种“泛素密码”助力分子育种及疫病防治

近日，中国农业科学院生物技术研究所微生物蛋白质工程创新团队梅子青课题组同清华大学合作，揭示了一类新型“泛素密码”的分子机制，为基于调控“泛素密码”信号通路进行分子育种以及人兽共患重大疫病的防治奠定了基础。相关研究结果在线发表在《德国应用化学杂志（Angewandte Chemie International Edition）》上。

泛素是一类在真核生物中普遍存在且高度保守的小分子多肽，其与底物蛋白质的结合过程被称为泛素化。蛋白质的泛素化是生物体内十分重要的翻译后修饰过程，在植物光合作用及抗逆、抗旱等多种生理过程中扮演重要调控角色，在病毒、病菌等致病微生物的侵入及畜禽等宿主免疫防御方面也同样具有重要作用。细胞内的泛素化形式多种多样，不同泛素链的分子结构特征，会赋予底物蛋白不同的生理调控角色，构成了具有重要表达调控意义的“泛素密码”。

近年来，“泛素密码”的识别调控已成为国际上生命科学领域的研究热点和前沿。在众多“泛素密码”中，K27泛素链修饰参与了DNA损伤修复、自免疫等过程。由于缺乏生化和结构证据，其识别调控的分子机制尚不明确，严重阻碍了对K27泛素链参与调控通路的有效干预。该研究整合化学生物学、生物物理学以及生物化学等手段，首次解析了去泛素化酶UCHL3同K27泛素复合物的晶体结构，揭示了UCHL3对K27泛素链的分子识别机制，并进一步证明了UCHL3识别K27的独特结构特征。为基于调控K27“泛素密码”信号通路进行分子育种以及人兽共患重大疫病的防治奠定了基础。

自2015年以来，梅子青课题组与合作者经过持续深入的研究，建立了泛素链化学合成及结构功能表征平台，先后解析多个关键蛋白复合物的结构特征，揭示相关生命过程的分子机制。（通讯员 崔艳）

原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30589182