我國科學家揭示HECT型E3連接酶的一種多鎖酶活調控機制

　　2019年7月18日，復旦大學生物醫學研究院/華山醫院神經外科溫文玉課題組在Nature Communicaitons雜誌上發表了題為「A multi-lock inhibitory mechanism for fine-tuning enzymeactivities of the HECT family E3 ligases」的研究工作，該研究揭示了Nedd4家族E3普遍採用一種可變的多鎖抑酶活性調控機制，拓展了對HECT類泛素連接酶活性調控的認識。

　　該研究解析了WWP1在完全抑制狀態（2L34HECT）和部分激活狀態（L34HECT）的晶體結構。結構分析表明，WW2，L和WW4形成類似頭戴式耳機的結構，其中WW2和WW4結合在HECT N-Lobe的兩側，而L形成α-螺旋結合在HECT的N-和C-lobe之間。WWP1的WW2L結合HECT的模式與WWP2/Itch非常相似。有趣的是，HECT的N端延伸序列佔據了WW4結構域中的經典PY motif結合位點。這種多位點相互作用通過阻止E2-E3的泛素轉移過程使WWP1保持在完全無活性狀態，而WWP1眾多癌症相關的突變使其轉為半開放的構象從而增強了WWP1連接酶活性，並可能通過增加ΔNp63α泛素化降解來促進腫瘤細胞遷移。

　　最後，研究表明這種多鎖調節機制在WWP2和Itch中是保守的，而Nedd4/4L和Smurf2使用略有不同的多鎖抑制機制。總體而言，該研究揭示了HECT家族泛素連接酶多樣的調控機制。除了先前報導的「Re」和「H」位點，它們分別負責結合WW2（WWP2和Itch）或C2（Smurf2和Nedd4 / 4L）和L（WWP2和Itch），該研究發現了HECT上一個新的「Le」調控位點。通過「Re」/「H」或「Le」/「H」雙位點結合，Nedd4 E3可以保持部分激活狀態；當「Re」，「H」和「Le」位點全部被佔據時（即多鎖調控），Nedd4 E3處於完全自抑制狀態。這種多層調節機制可以使Nedd4 E3表現出不同的活性，從而更精確地調控細胞的各種生理進程。在這些調節位點處的翻譯後修飾或激動劑的結合可以使這些E3處於部分或完全活性狀態。然而，這些位點的病理性突變則會引起E3酶活性的錯誤調節從而導致許多疾病，如癌症。該研究為理解這些病理性突變提供了可能的分子機制。