细胞过程如何聚集和转运受损的蛋白质

马萨诸塞州阿默斯特大学的资深作者埃里克·斯特里特(Eric Strieter)在一份新的研究结果中称“令人惊讶”，他和他的化学实验室小组报告说，他们发现了一种称为UCH37的酶如何调节细胞废物管理系统。

Strieter说：“我们花了八年的时间才弄清楚这一点，我为这项工作感到自豪。我们不得不开发许多新的方法和工具来了解这种酶的作用。”

正如他所解释的，一种叫做蛋白酶体的非常大的蛋白酶负责降解细胞中的绝大多数蛋白质。它可能由多达40种蛋白质组成。他补充说，二十多年来，人们已经知道UCH37是与蛋白酶体缔合的调节酶之一，“但没人知道它在做什么。”

他补充说，事实证明，整个过程的症结在于对称为泛素的小蛋白质进行复杂的修饰的可能性。“除修饰其他蛋白质外，遍在蛋白还修饰自身，从而形成了广泛的链。其中一些链可以具有广泛的分支。我们发现UCH37从链上去除了分支点，从而使降解得以进行。”

他本周在《分子细胞》(Molecular Cell)上写作，第一作者和博士学位。领导并进行了实验的候选人基兰迪普·多尔(Kirandeep Deol)与合著者肖恩·克劳(Sean Crowe)，杜家乐(Jaille Du)，希瑟·比斯比(Heather Bisbee)和罗伯特·古内特(Robert Guenette)讨论了他们如何回答这个问题。这项工作得到了美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所的支持。

Strieter说，这种进步最终可能会导致一种新的癌症治疗方法，因为癌细胞需要蛋白酶体才能生长和增殖。他指出：“许多癌细胞本质上都沉迷于蛋白酶体功能。” “它的细胞产生蛋白质的速度如此之快，以至于会犯错误，如果不清除错误，细胞将无法发挥作用。由于UCH37有助于清除蛋白质，因此它可能是添加到蛋白酶体抑制剂中的有用治疗靶标已经在诊所取得成功。”

为了开始长达数年的过程，Strieter说：“我们必须想出一种方法来产生各种各样的泛素链，这些泛素链代表细胞中的潜在多样性。使用新的泛素链文库，我们可以讯问UCH37在受控环境中的活性。该系列实验为我们提供了第一个线索，表明该酶在做独特的事情。”

他们开发的另一种新方法是使用质谱法表征复杂混合物中泛素链的结构。“这使我们看到在底物库中发现的活性也存在于更加异质的混合物中，” Strieter说。最后，化学家使用CRISPR基因编辑工具从细胞中去除UCH37，以测量UCH37对蛋白酶体介导的体外和细胞降解的影响。

这一技术又带来了一个惊喜。斯特里特说：“事实证明，UCH37并未像预期的那样发挥作用并反对降解过程，而是从泛素链上去除了分支点，以帮助降解蛋白质。” 他补充说：“您可能会认为，通过消除降解信号，降解会受到损害，但这种方法并不能正常工作。”

在未来的实验中，Strieter及其同事希望进一步探索降解过程，并更详细地了解UCH37如何调控细胞功能。