近日，发表在《Nature》杂志上的一篇论文，革新了传统蛋白质组学的研究技术，研究者开发出一种全新的蛋白质组学技术：泛素剪切，该技术帮助研究学者绘制有史以来最高清的泛素化作用图谱，将一系列疾病的微妙变化与泛素信号传导联系起来。
DOI：10.1038 / s41586-019-1482-y
泛素、泛素链与泛素化
泛素（ubiquitin） 图片来源：维基百科
泛素（ubiquitin）是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白，大小为76个氨基酸残基，其主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其水解。
多样的泛素间进行连接便形成了多样的泛素链结构。当泛素链与相关蛋白发生相互作用时，可将底物蛋白导向蛋白酶体、溶酶体或其他信号通路，形成复杂的信号网络，最终调控细胞的重要生命活动。
泛素化系统 图片来源：维基百科
而泛素化则是以泛素单体和泛素链作为信号分子，将泛素蛋白结合到底物蛋白质分子的特定位点的过程。这一过程依次按泛素活化酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）的顺序反应，从而达到控制蛋白质的半衰期和表达水平的目的。
泛素剪切：对泛素链结构下手
David Komander教授
该研究的泛素信号传导部门负责人David Komander教授表示：“泛素化可以改变蛋白质的运作方式，潜在地改变它们的活性，将它们重新定向到细胞的不同部分，或者调节它们与其他蛋白质的相互作用。作为其重要组成部分的泛素链由于“结构”不同也可以影响对蛋白质修饰。截止目前，研究人员几乎无法检测和区分不同的分支结构。”
于是，来自Walter和Eliza Hall研究所的研究人员们对泛素链结构“下手”了。一项全新的“泛素剪切”技术横空出世，科学家们可以借助这一工具来测量蛋白质样品中的多样泛素链结构，高清了解泛素化细节，从而通过质谱技术分析，得出的结果更加精准。
Komander教授对这一技术的开发表示十分肯定，他说：“泛素剪切是一项革命性的技术，它不仅简化了泛素的研究，使实验细节达到历史新高，还能使我们能够揭示更为完整的泛素信号传导的复杂性水平。”
小分子药物开发的全新技术
Rebecca Feltham博士
泛素化过程的改变可能会影响到一系列疾病的产生，例如癌症、炎症性疾病、帕金森病等神经退行性疾病等。目前，Komander教授与其同事Rebecca Feltham博士正将泛素剪裁技术应用到类风湿关节炎(一种复杂的炎症性疾病)患者的临床样本中，以寻找蛋白质泛素化模式的变化。
Komander教授表示：泛素化将成为新药开发的一个有希望的靶点。在此次研究中也将是我们团队药物发现研究的一个关键方面。我期待着着这一项技术可以创造出更多令人兴奋的发现。
参考资料：
[1] Insights into ubiquitin chain architecture using Ub-clipping
