Ufd1增强泛素连接酶gp78活性的研究

作     者：王江 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴应文;宋保亮

授予年度：2007年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：HMGCR Ufd1 gp78 ERAD 泛素—蛋白酶体 泛素连接酶 E3 胆固醇 

摘      要：胆固醇是哺乳动物细胞中含量最丰富的甾醇分子，其主要功能是调节质膜的流动性和相变。正常生理条件下，细胞中的胆固醇浓度被维持在比较稳定的水平。胆固醇水平过高经常会引发多种疾病，如动脉粥样硬化、胆结石、冠心病等。因此，生物体为维持其正常的生命活动而发展出一套精细的调控机制以维持胆固醇的代谢平衡。胆固醇的起始性合成途径是其代谢的重要组成，该途径受细胞中胆固醇的负反馈调控。3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)催化HMGCoA生成甲羟戊酸(Mevalonate)，是胆固醇合成途径中关键的限速步骤，它在转录和蛋白水平受甾醇的负反馈调控，其中甾醇促进的HMGCR的蛋白酶体降解是胆固醇合成途径关键的反馈调控步骤。前期研究发现，gp78是HMGCR降解过程中特异的泛素连接酶，它与内质网膜蛋白Insig形成复合物。胆固醇合成前体分子羊毛脂固醇(Lanosterol)能够直接促进HMGCR与Insig-gp78相结合，从而gp78催化HMGCR泛素化，然后HMGCR通过内质网相关蛋白降解(ER-associated protein degradation，ERAD)途径被迅速降解。为深入探索gp78介导的HMGCR蛋白降解的分子机制，我们采用免疫共沉淀结合质谱分析，发现Ufd1是gp78的结合蛋白，并用免疫共沉淀鉴定了它们的结合位点，体外GSTPull-down实验证明二者直接相互作用。进一步研究发现，Ufd1通过直接结合gp78而增强后者的泛素连接酶活性，加速HMGCR的泛素化修饰和蛋白降解。同时还发现Ufd1对gp78泛素连接酶活性的增强作用依赖于它与泛素单体的结合。Ufd1还可以与泛素多聚体结合并参与HMGCR泛素化修饰后的降解过程。本研究工作揭示了Ufd1在甾醇促进的HMGCR的降解过程中能够行使双重功能，并且它能够作为gp78的辅助因子而在内质网相关蛋白降解和胆固醇代谢平衡调控过程中发挥重要的作用。