...報導去SUMO化修飾調控線粒體未摺疊蛋白質反應及其介導的天然...

2021-01-19 北京大學新聞網

線粒體是細胞內最重要的細胞器之一,不僅為細胞提供了絕大部分的能量,也參與了胺基酸和脂肪等物質的代謝、免疫響應和程序性細胞死亡等過程。因此,維持線粒體的正常功能對於生物的正常生長和生存至關重要。線粒體在受到損傷時,會將信號傳遞給細胞核,促進線粒體特異性的分子伴侶和蛋白酶的高表達,從而保護和修復受損的線粒體。這一過程被稱為線粒體未摺疊蛋白質反應(mitochondrial unfolded protein response, mitoUPR)。線粒體未摺疊蛋白質反應已被報導參與了天然免疫和衰老等諸多重要的生理過程。但是該反應的具體分子機制尚未被完全解析。

2019年1月15日,北京大學分子醫學研究所、北大-清華生命科學聯合中心劉穎研究員課題組在eLife在線發表題為「SUMO peptidase ULP-4 regulates mitochondrial UPR-mediated innate immunity and lifespan extension」的研究論文,報導秀麗隱杆線蟲中去SUMO化蛋白酶ULP-4參與介導線粒體未摺疊蛋白質反應進而影響天然免疫和壽命進程。

劉穎課題組在研究中首先發現,ULP-4對線粒體未摺疊蛋白質反應的激活是必須的,並進一步發現ULP-4調控了線粒體未摺疊蛋白質反應中重要轉錄因子ATFS-1和DVE-1的去SUMO化過程。但去SUMO化修飾對這兩個轉錄因子的影響有所不同:去SUMO化修飾ATFS-1能夠增強該蛋白的穩定性和轉錄因子活性;而去SUMO化修飾DVE-1調控該蛋白的細胞內定位。課題組同時報導了ULP-4介導的ATFS-1和DVE-1的去SUMO化過程對於線粒體應激所啟動的天然免疫和壽命延長的重要作用。這也是首次發現的線粒體未摺疊蛋白質反應中重要蛋白的翻譯後修飾調控。

mitoUPR分子機制  

    北京大學分子醫學研究所博士生高凱瑜為第一作者,劉穎為通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金委、科技部國家重點研發計劃、北大-清華生命科學聯合中心、膜生物學國家重點實驗室和HHMI國際研究學者項目支持。

編輯:麥洛

責編:白楊

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