近日，中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所同清華大學、中國科技大學展開合作，在非經(jīng)典泛素鏈的體外合成方面取得了重要進展，首次實現(xiàn)了不同長度的非經(jīng)典分叉泛素鏈的高效體外合成。通過對化學合成的K11-K48四泛素的晶體結構解析及其他生化分析，表明體外合成非經(jīng)典泛素鏈具備正常的結構及生物學功能。該研究為深入開展非經(jīng)典泛素鏈參與的生物學機制研究奠定了重要基礎。相關研究成果于9月26日在線發(fā)表在化學類國際頂級期刊《德國應用化學（Angewandte Chemie International Edition）》上。
泛素化是真核生物內重要的翻譯后修飾，在蛋白質降解、細胞周期調控、機體免疫以及DNA損傷修復等多種生理過程中發(fā)揮關鍵調控作用。“泛素調節(jié)的蛋白質降解”的發(fā)現(xiàn)獲得了2004年諾貝爾化學獎。目前關于部分經(jīng)典泛素鏈的產(chǎn)生機制及生物學作用已有大量文獻報道。然而，非經(jīng)典泛素鏈（如混合泛素鏈及分叉泛素鏈等）的合成機制及生物學作用仍鮮見報道。非經(jīng)典泛素鏈相關研究止步不前的一個重要原因就是結構均一的非經(jīng)典泛素鏈的生物獲取十分困難。
本研究發(fā)展了一種基于“異泛素單元（IsoUb）”的方法，實現(xiàn)了不同長度的K11-K48等非經(jīng)典分叉泛素鏈高效合成。晶體結構及體外酶學實驗證明不同類型的去泛素化酶對化學合成的K11-K48分叉泛素鏈可進行特異性切割，表明化學合成的K11-K48分叉泛素鏈具備正常的生物學結構特征。該工作為進一步研究非經(jīng)典泛素鏈的生化結構特性創(chuàng)造了條件，在深入開展非經(jīng)典泛素鏈的生物學研究中邁出了重要的一步。
該研究由清華大學、中國科技大學和中國農(nóng)科院生物所合作完成。清華大學為該論文的第一單位，生物所梅子青研究員和清華大學化學系劉磊教授、中國科技大學生命科學學院鄭基深教授為共同通訊作者。（通訊員 崔艷）
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.201708067
