今天给大家分享一篇angew上的文章The length of a ubiquitin chain is a general determinant for selective recognition by ubiquitin-binding proteins，本文通讯作者是来自康斯坦茨大学的Martin Scheffner教授，Andreas Marx教授，Florian Stengel教授，其研究方向分别为泛素连接系统的酶学与生理学；生物聚合物的合成；质谱与结构蛋白质组学。

      泛素对蛋白的共价连接是最复杂与多变的翻译后修饰之一。除了连接单个泛素之外，泛素本身也可作为泛素化的底物，在七个Lys位点或N端Met上连接泛素，产生泛素链。泛素链可分为同型、异型、分支结构，因此理论上蛋白质可由无穷多种不同的泛素链所修饰。K48连接的泛素链主要是蛋白酶体降解的信号，而K63连接的则主要参与非降解功能如DNA修复等。其它5种同型链的功能信息则较少。与连接方式类似，泛素链的长度也是泛素链识别的一个因素，但较少被了解。在K48连接的链中，至少4个泛素相互连接才能有效起到降解信号的作用。去泛素酶USP5结合4个泛素的链的活性也远高于二聚体，而UCH-L3则更偏好切断较短的链。这些例子表明除了连接类型外，泛素链的长度也是一个重要的信息。但由于缺少合适的工具合成特定长度的泛素链，没有研究在蛋白质组水平上探究泛素链长度识别的问题。

      本文中作者发展了合成高纯度特定连接方式与长度的泛素链的方法。作者将泛素的G75替换为叠氮高丙氨酸Aha，并将27或29或33位的K替换为C并修饰上丙烯酸炔丙酯，利用CuAAC反应连接泛素产生特定连接方式的泛素链，并在末尾接上脱硫生物素，并利用GELFrEE fractionation的方法分离得到特定长度的泛素链，其中长链得到的是混合物。据此分别合成出了K27、K29、K33连接方式的长度位2、4、6+的脱硫生物素修饰的泛素链。作者利用这些特定长度与特定连接方式的泛素链富集并探究蛋白质组中长度选择性的作用靶标。使用HEK293T细胞裂解液，作者发现在连接方式特异的相互作用以外，也明显发现长度特异的结合。特别是对于长度6以上的泛素链，有大量蛋白相对于短泛素链显著被富集，可能由于长链能有更多在种的构象，形成更多的特异作用位点。也有蛋白偏好结合短的泛素链，K29与K33连接的短泛素链的作用伙伴较为类似。K29与K33连接的6+长度泛素链更偏好与代谢物相互转化的酶如水解酶、转移酶等相结合，而长度2、4的短链则更偏好与蛋白修饰酶如激酶、蛋白酶、泛素连接酶相结合。

      作者选择了一些蛋白对其与泛素链的长度特异性作用进行验证。Ubac1是E3连接酶复合物KPC中的一个非催化亚基，质谱数据显示其偏好结合K29与K33连接的短泛素链，Western blot实验验证了这一结论。KPC的催化亚基RNF123通过Western blot验证的结合模式也与质谱数据一致。

本文作者：JGG

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202003058

文章引用：DOI：10.1002/anie.202003058