猶素化修飾（UFMylation）的基本過(guò)程、生物學(xué)功能及對(duì)疾病的影響

UFMylation（猶素化修飾）是一種蛋白質(zhì)翻譯后修飾（Post-translational modification, PTM），它涉及到泛素（Ubiquitin, Ub）或其衍生物（如泛素樣蛋白）被共價(jià)地附加到目標(biāo)蛋白質(zhì)的特定氨基酸殘基上。這種修飾過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮著多種生物學(xué)功能，包括蛋白質(zhì)的降解、信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞周期控制、DNA修復(fù)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控等。

UFMylation的命名來(lái)源于泛素化（Ubiquitination）和泛素化樣修飾（Ubiquitin-like modification），它是一種相對(duì)較新的PTM類型，與泛素化類似，但涉及的泛素衍生物不同。UFMylation的發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了我們對(duì)泛素系統(tǒng)多樣性和復(fù)雜性的理解。

UFMylation 的核心分子和酶系統(tǒng)

核心蛋白：UFM1
一種泛素樣蛋白，與泛素（Ubiquitin）有約 30% 的序列同源性，但三維結(jié)構(gòu)更接近 SUMO。通過(guò) C-末端甘氨酸 與靶蛋白的賴氨酸（Lys）殘基形成異肽鍵

酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)：
E1 激活酶：UBA5（Ubiquitin-like modifier activating enzyme 5），負(fù)責(zé)激活 UFM1
E2 結(jié)合酶：UFC1（UFM1-conjugating enzyme 1），將激活的 UFM1 轉(zhuǎn)移到 E3 連接酶。
E3 連接酶：UFL1（UFM1-specific ligase 1），介導(dǎo) UFM1 與靶蛋白的特異性結(jié)合
去UFMylation酶：UFSP2（UFM1-specific protease 2），負(fù)責(zé)移除 UFM1 修飾

人類猶素化通路示意圖

UFMylation的基本過(guò)程
激活：UFM1首先通過(guò)UFM1激活酶（UFM1-activating enzyme, UBA5）被激活，形成UFM1-AMP復(fù)合物
結(jié)合：激活后的UFM1與UFM1結(jié)合酶（UFM1-conjugating enzyme, UBC）結(jié)合，形成UFM1-酰基化的復(fù)合物
轉(zhuǎn)移：UFM1隨后被轉(zhuǎn)移到目標(biāo)蛋白上，形成UFMylated蛋白。這個(gè)過(guò)程通常需要UFM1連接酶（UFM1 ligase, UFL1）參與

UFM1通路、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與細(xì)胞命運(yùn)之間的相互作用示意圖

猶素化途徑可以根據(jù)刺激和細(xì)胞背景控制不同的生理過(guò)程

A.UFM1通路通常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)，其表達(dá)受主要轉(zhuǎn)錄因子xbp1的控制。該通路的基因缺失在許多不同的背景下涉及ER依賴的細(xì)胞凋亡，其表達(dá)有助于應(yīng)對(duì)藥物誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。

B.血漿b細(xì)胞分化被LPS激活，LPS通過(guò)xbp1的表達(dá)誘導(dǎo)UFM1通路相互作用因子UFBP1的轉(zhuǎn)錄增加。UFBP1抑制傳感器IRE1和PERK的激活，作為一種反饋反應(yīng)，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的擴(kuò)張，允許免疫球蛋白的產(chǎn)生

C、在乳腺癌細(xì)胞系中，暴露于雌二醇（E2）促進(jìn)核受體ERα與ASC1的相互作用和隨后的聚聚化。ASC1 猶素化形成一個(gè)支架來(lái)招募p300和SRC并激活細(xì)胞增殖。ASC1也是造血干細(xì)胞分化的關(guān)鍵調(diào)控因子，在基因小鼠模型中，猶素化的基因缺失與全血細(xì)胞減少相關(guān)。小結(jié)：猶素化途徑似乎通過(guò)減少或阻止內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，或通過(guò)轉(zhuǎn)錄程序來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)

UFMylation 的生物學(xué)功能

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白質(zhì)量控制
UFMylation 主要參與 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解（ERAD, Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation）：
當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）中未折疊蛋白積累（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激）時(shí)，UFMylation 被激活。
靶向修飾 核糖體蛋白（如 RPL26）和 ER 膜蛋白，促進(jìn)錯(cuò)誤折疊蛋白的降解。
與 UFBP1（UFM1-binding protein 1） 形成復(fù)合物，調(diào)控 ER 穩(wěn)態(tài)。

核糖體生物合成與翻譯調(diào)控
UFMylation 修飾核糖體蛋白（如 RPL26），影響核糖體組裝和翻譯效率。
在小鼠中敲除 UFM1 會(huì)導(dǎo)致胚胎致死，表明其對(duì)發(fā)育至關(guān)重要。

DNA 損傷修復(fù)與細(xì)胞周期調(diào)控
UFMylation 參與 DNA 損傷響應(yīng)，例如通過(guò)修飾 C53（也稱為 CDK5RAP3），調(diào)控 ATM/ATR 信號(hào)通路。
與細(xì)胞周期檢查點(diǎn)（如 G2/M 期阻滯）相關(guān)。

其他功能
可能參與線粒體功能、自噬和免疫調(diào)控，但機(jī)制尚待闡明

UFMylation 與疾病

癌癥
UFMylation 失調(diào)與多種癌癥相關(guān)：
乳腺癌：UFL1 缺失導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定和腫瘤發(fā)生。
白血�。篣BA5 突變與骨髓增生異常綜合征（MDS）相關(guān)。
可能通過(guò)調(diào)控 ER 應(yīng)激和 DNA 修復(fù)影響腫瘤進(jìn)展。

神經(jīng)系統(tǒng)疾病
小鼠模型中 UFM1 缺失導(dǎo)致小腦發(fā)育異常和運(yùn)動(dòng)障礙。
與帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中的蛋白穩(wěn)態(tài)失衡相關(guān)。

血液系統(tǒng)疾病
UFSP2 突變 導(dǎo)致隱性遺傳性血液疾�。ㄈ缦忍煨约t細(xì)胞生成異常性貧血）。

不同癌癥中涉及的猶素化相關(guān)基因

斯達(dá)特提供特異性抗體和瓊脂糖珠用于猶素化研究。

多抗：K-ε-GV Rabbit Polyclonal Antibody（貨號(hào)：S0B1323）
單抗：Anti-K-ε-GV Agarose Beads（貨號(hào)：S0F0013）

數(shù)據(jù)展示：

ELISA binding assay shows K-ε-GV Rabbit Polyclonal Antibody specifically binds to K-ε-GV peptide

產(chǎn)品信息


參考文獻(xiàn)
1.http://dx.doi.org/10.1016/j.gpb.2016.04.001

杭州斯達(dá)特(www.starter-bio.com)志在為全球生命科學(xué)行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的抗體、蛋白、試劑盒等產(chǎn)品及研發(fā)服務(wù)。依托多個(gè)開發(fā)平臺(tái)：重組兔單抗、重組鼠單抗、快速鼠單抗，重組蛋白開發(fā)平臺(tái)（E.coli,CHO,HEK293,Insect Cells），已正式通過(guò)歐盟98/79/EC認(rèn)證、ISO9001認(rèn)證ISO13485。