澳大利亞的研究人員是世界上最早接觸到一種了解復雜變化的新方法的人之一，這些變化控制著蛋白在健康和疾病中如何在我們的細胞中發揮功能。
這種稱為泛素剪切（ubiquitin clipping）的新型蛋白質組學技術允許人們構建蛋白如何被一種稱為泛素化的過程修飾的高分辨率圖譜。這種技術為理解泛素化在細胞中的作用提供了新的細節水平，并且可能揭示導致包括癌癥、炎癥和神經退行性疾病在內的一系列疾病的微妙變化。相關研究結果于2019年8月14日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Insights into ubiquitin chain architecture using Ub-clipping”。論文通訊作者為澳大利亞沃爾特與伊麗莎-霍爾醫學研究所的David Komander教授。
一目了然
一種新的蛋白質組學技術被開發出來，旨在研究蛋白泛素化，即細胞中能夠影響它們功能的蛋白修飾。這種稱為泛素剪切的技術能夠讓人們以前所未有的細節構建蛋白泛素化圖譜。
如今，泛素剪切是在沃爾特與伊麗莎-霍爾醫學研究所建立的，這能夠讓澳大利亞科學家們研究泛素信號轉導的新方面，包括它與一系列疾病之間的關聯性。
泛素鏈結構
泛素是一種小分子蛋白，能夠作為單個單元或一個更長的直鏈或支鏈與細胞中的其他蛋白連接在一起。Komander說，蛋白泛素化可能影響所有的細胞過程。
他說，“泛素化可以改變蛋白的功能，從而潛在地改變它們的活性，將它們重定向到細胞的不同部分，或調節它們與其他蛋白的相互作用。泛素化最著名的例子之一是它對特定蛋白進行標記以便隨后遭受降解，從而調節細胞中的蛋白水平，但是我們如今知道泛素信號轉導有許多微妙和復雜的作用。”
“泛素鏈的'結構'可能很復雜，有許多影響它對蛋白的作用的分支結構，但是迄今為止，科學家們幾乎不可能檢測和區分不同的分支結構。這限制了能夠理解泛素化在疾病過程中的作用的實驗。”
這種新型泛素剪切技術是由Komander教授和他在劍橋大學和維也納大學的同事們開發出來的，能夠讓科學家們通過預處理蛋白樣品測量不同的泛素鏈結構，隨后利用電泳和質譜分析它們。
Komander說，“泛素剪切能夠讓我們揭示泛素信號轉導的全新復雜程度。在我們的先導實驗中，我們發現存在分支結構的泛素鏈要比以前認為的更加常見。我們還能夠研究針對泛素和其他蛋白的修飾組合---這一成就在此之前是難以實現的。”
對疾病的新見解
蛋白泛素化變化已與包括癌癥、炎癥性疾病和神經退行性疾病（比如帕金森病）在內的一系列疾病相關。Komander說，這種泛素剪切技術已用于研究患者樣本。
他說，“我在沃爾特與伊麗莎-霍爾醫學研究所的同事Rebecca Feltham博士使用泛素剪切來尋找類風濕性關節炎患者樣本中的蛋白泛素化模式，其中類風濕性關節炎是一種復雜的炎癥性疾病。這可能為這種疾病如何產生和對現有療法作出的反應提供新的見解。”
“泛素化也是開發新藥的一個有前景的靶標。泛素剪切將是我的團隊開展藥物發現研究的一個重要方面。令人興奮的是，澳大利亞研究人員是世界上首批接觸泛素剪切的研究人員之一，我期待看到這種技術成為許多令人興奮的發現的基礎。”
