泛素是一种存在于所有真核生物中的小蛋白质。 泛素与细胞内蛋白的共价连接称为泛素化。 泛素化是一个多步骤的酶促过程,需要 E1 激活酶、E2 结合酶和 E3 连接酶,而泛素去除是通过一系列去泛素化酶完成的。 调节这些酶的活性可以调节泛素相关通路和活性[1-4]。
泛素化通常标记蛋白酶降解的蛋白质,但泛素化也可参与蛋白质定位、酶活性和蛋白质-蛋白质相互作用等调控过程[3-4]。 蛋白质是单泛素化还是多泛素化,以及形成多泛素链的泛素连接类型,对蛋白质功能有不同的影响[4-5]。 越来越多的证据表明,泛素可能具有细胞外功能,细胞外泛素可以调节细胞生长和凋亡,诱导抗菌活性,并调节免疫应答[6-15]。 此外,泛素可抑制促炎细胞因子TNF-的产生,从而促进IL-4、IL-10和IL-13的产生[10-15]。 然而,这些效应背后的机制尚不清楚。
Saini及其同事的研究提供了泛素具有激活膜受体的能力的证据。 荧光标记的泛素表现出典型的受体结合特征。 此外,外源性泛素可以刺激受体,激活细胞反应特征,包括 Ca2+ 通量、细胞内 cAMP 还原以及 RSK1、AKT 和 ERK12 的下游磷酸化。 通过结合生物测定、药理学、siRNA敲除和受体竞争实验,推断泛素受体为CXCR4[16-18]。
CXCR4 是一种 G 蛋白偶联受体,以介导趋化因子 CXCL12 SDF-1 的活性而闻名。 CXCL12 SDF-1 是一种有效的白细胞趋化剂。 CXCR4 还可以与巨噬细胞迁移抑制因子 (MIF) 结合,作为 HIV-1 的 CD4 共受体,通过其对细胞运动、细胞存活和血管生成的影响促进癌症研究的进展。 在许多方面,CXCL12和泛素的体外生物活性相似。 两者都刺激GIO的活化,促进Ca2+运动,并诱导相似的激酶磷酸化。 这两种蛋白质也被证明可以在体外诱导趋化性,尽管泛素的效力稍低。 此外,CXCR4抑制剂还阻断泛素和CXCL12诱导的激酶信号传导,并对细胞运动有影响。 虽然两者之间有许多相似之处,但也有一些不同之处。 以CXCL12和泛素为例,通过与CXCR4相互作用来发挥其活性。 CXCL12 诱导的信号转导需要与 CXCR4 的 N 末端区域发生初始相互作用,然后与细胞外环结合。 不同之处在于泛素与相同的细胞外环结合,不需要与N末端结合。 此外,与CXCL12不同,泛素不会干扰HIV-1与CXCR4的结合,也不具有抑制传染性的能力[18-21]。
人们对泛素活性的兴趣日益浓厚。 虽然最初被定义为细胞外因子,但大多数研究都集中在其细胞内作用上。 CXCR4作为泛素受体的鉴定可以为研究提供新的途径,例如建立细胞外泛素对免疫系统功能影响的潜在机制[9-15]。
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