SUMO化修飾是一種重要的多功能的蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式，可參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、核轉(zhuǎn)運、維持基因組完整性及信號轉(zhuǎn)導等多種細胞內(nèi)活動。近年來的研究表明SUMO化修飾在胚胎發(fā)育過程中亦起著重要的調(diào)控作用。
在的研究中，來自美國德州大學安德森癌癥中心的研究人員發(fā)現(xiàn)當SUMO修飾STAT5蛋白時，可導致胚胎期免疫B細胞和T細胞的發(fā)育阻斷，而一種稱為SENP1的蛋白則能逆轉(zhuǎn)這一效應。該研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了2012年1月27日的《分子細胞》（Molecular Cell）雜志上。
領導這一研究的是美國德州大學安德森癌癥中心心臟病學部門主任Edward T. H. Yeh教授，其曾在蛋白質(zhì)“泛素樣"修飾、外周血干細胞移植治療冠心病動脈粥樣硬化等領域取得過性的研究成果，相關(guān)論文在Cell、Science等學術(shù)期刊上發(fā)表。
SUMO是泛素相關(guān)蛋白Sentrin家族成員之一，其能結(jié)合在細胞中其它蛋白上，修飾其它蛋白的功能，或者幫助蛋白遷移，以達到生物調(diào)控的作用。由于這些蛋白結(jié)合在許多種蛋白上，并且能修飾它們，因此被認為與泛素蛋白相似。迄今為止已發(fā)現(xiàn)SUMO能修飾1000多種蛋白，其中許多都屬于轉(zhuǎn)錄因子。在過去的研究中Yeh等曾發(fā)現(xiàn)SENP1能將SUMO從修飾的蛋白上切除下來。這兩種動力學過程稱為SUMOylation和deSUMOylation。
在這篇文章中，研究人員分析了SENP1蛋白在小鼠淋巴細胞發(fā)育中的作用，發(fā)現(xiàn)它在B細胞和T細胞發(fā)育早期階段的前體細胞中大量表達。隨后Yeh和同事們構(gòu)建出SENP1基因表達缺陷的遺傳工程小鼠，發(fā)現(xiàn)這些小鼠胚胎中的T細胞和B細胞存在嚴重缺陷。
在進一步的實驗中，Yeh將研究焦點轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)錄因子STAT5上，*其在免疫細胞的發(fā)育和功能中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。
“STAT5從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細胞核內(nèi)，作為轉(zhuǎn)錄因子與順式作用元件結(jié)合，調(diào)控靶基因表達。之后會再度回到細胞質(zhì)，如此循環(huán)發(fā)揮功能，"Yeh說：“我們發(fā)現(xiàn)STAT5被SUMO化修飾時，如果沒有SENP1的作用來移除SUMO，STAT5就會陷在細胞核里。"
研究人員證實SUMO介入到了影響STAT5活性的兩個重要信號事件中——磷酸化作用和乙酰化作用。
在細胞質(zhì)中當激活的JAK催化STAT5蛋白發(fā)生磷酸化時，活化的STAT5蛋白以二聚體的形式進入細胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。研究人員發(fā)現(xiàn)SUMO結(jié)合到了STAT5的磷酸化位點附近。當細胞中缺失SENP1時會導致SUMOylation增強，而磷酸化作用抑制。
除了磷酸化作用，STAT5乙酰化也對其跨膜移位產(chǎn)生重要的影響。Yeh和同事發(fā)現(xiàn)SUMO可直接競爭性地結(jié)合到STAT5的乙酰化位點，從而抑制了乙酰化作用。
Yeh說：“新研究證實沒有SENP1移除SUMO，STAT5既不能被乙酰化或磷酸化，因此無法被循環(huán)利用。我們觀察到SENP1通過調(diào)控STAT5的SUMOylation調(diào)控了淋巴細胞發(fā)育。"（
更新時間：2023-06-01 
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